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le système d'alunissage FANTAISISTE DU MODULE LUNAIRE













Cette section traite du système d'alunissage du module lunaire, et de la manière dont il a été conçu et testé par la NASA.
Lien vers le document qui décrit le système d'alunissage:
https://www.hq.nasa.gov/alsj/tnD6850LMLandingGearSubsytem.pdf














Cette figure extraite de la documentation de la NASA montre comment les pattes du système d'alunissage était pliées et déployées.














Normalement, il y a deux supports secondaires connectés à la patte, mais, sur cette photo d'Apollo 11 (AS11-40-5850), nous voyons trois supports secondaires connectés à la patte!










Et, sur cette photo d'Apollo 11 (AS11-40-5920), nous voyons un support secondaire qui n'est pas connecté à la patte du module; nous voyons en effet le sol lunaire entre le support et la patte.










Et, sur cette photo d'Apollo 17 (AS17-134-20488), nous voyons qu'il n'y a pas de connexion entre les supports et la patte.










Et que penser de l'état pitoyable de ce support secondaire sur une photo d'Apollo 16 (AS16-107-17441); il devrait y avoir un contact étroit entre les deux cylindres du support, et cela apparaît très loin d'être le cas!














Cette figure donne la charge de compression du support principal comme fonction de la compression d'impact; nous nous serions attendu à voir une représentation continue sur la graphe, mais nous en avons une discontinue à la place, par pas.
Qu'est ce qui explique que la charge de compression reste constante alors que la compression d'impact augmente, et soudain augmente brutalement pour redevenir constante après?














Il est évident que, plus vite le module arrive sur la lune, et plus le module subira un effort.










D'un autre côté, si le module glisse sur le sol lunaire, cela générera aussi un effort sur le système d'alunissage, et autant plus que la vitesse horizontale est élevée.










Et l'effort généré par le mouvement horizontal du module lunaire est le même quel que soit la direction dans lequel le module bouge.










Et, si le module lunaire a à la fois des vitesses verticale et horizontale lorsqu'il touche le sol, les actions combinées des deux vitesses généreront toutes deux un effort sur le système d'alunissage.












Ce graphe représente la performance d'alunissage du système d'alunissage comme une fonction des vitesses horizontale et verticale.
Nous voyons une enveloppe de vélocité de contact qui est symétrique relativement à l'axe vertical, ce qui est normal, puisque l'effort généré par la vélocité horizontale est le même qu'elle soit positive ou négative; donc rien de surprenant.










Maintenant, la première partie de l'enveloppe de contact (encadrée de rouge) apparaît verticale; pourtant, alors que la vélocité verticale augmente, cela requiert moins de vélocité horizontale pour générer le même effort, ce qui signifie que cette partie ne devrait pas être verticale, mais penchée.
Puis, soudain, l'enveloppe de contact (encadrée de vert) montre une pente qu'elle aurait du montrer depuis le départ.
Pourquoi ne montre-t-elle une pente qu'à partir d'une valeur donnée de la vélocité verticale?










La réponse à cette question apparaît évidente quand nous voyons la forme qu'elle a: L'enveloppe de contact ressemble à une petite maison!
C'est pourquoi l'enveloppe de contact devait être verticale au début, de manière à représente le mur de la maison!
Cette enveloppe de contact est bien sûr une fantaisie totale, une plaisanterie!










Puis, pourquoi est-ce que la représentation de la tension d'impact s'arrête si brutalement?
Et la part que j'ai surlignée de rouge est incohérente, car elle n'est pas symétrique avec l'autre partie de la représentation; elle ne devrait pas être montante, mais descendante.










En fait, comme l'effort est le même que la vitesse horizontale soit positive ou négative, nous devrions voir une partie symétrique de l'autre côté du graphe (le côté de la vélocité horizontale positive), nous devrions voir une partie que j'ai tracée en rouge.










Et il est étrange que la compression d'impact du support secondaire soit courbe alors que la tension d'impact est parfaitement rectiligne!










L'ellipse que j'ai surlignée de rouge représente la probabilité 0,9974 de contact; les deux points que j'ai indiqués avec une croix ont tous deux une vélocité horizontale nulle et deux vélocités verticales différentes; comment ont-il pu déterminer que ces deux vélocités verticales avaient cette même probabilité très précise?














Ce graphe représente l'évolution du poids de contact du module lunaire en fonction du temps.










Et ce graphe représente l'évolution du poids du système d'alunissage en fonction du temps.
Nous voyons que du progrès a été fait pour réduire le poids du système d'alunissage avec le temps, ce qui est bien sûr une bonne chose.










Mais pourquoi le poids de contact du module lunaire n'en a-t-il pas fait autant?
Si le poids de contact du module a augmenté en même temps que le poids du système d'alunissage décroissait, cela signifie qu'ils ont abusivement ajouté du poids au module lunaire, un poids qui contrariait les efforts réalisés pour diminuer le poids du système d'alunissage!
Il est inutile de réduire le poids du système d'alunissage si le poids total du module lunaire s'accroît dans le même temps!
Le poids de contact du module lunaire aurait également du décroître en même temps que le poids du système d'alunissage, de manière que les efforts pour réduire le poids du système d'alunissage ne soient pas inutiles!














Ces graphes montrent que, dans Apollo 11, le module lunaire a aluni avec des angles relativement à la lune, et non horizontalement relativement au sol lunaire.










Ils disent que, dans Apollo 11, le module lunaire a tangué et roulé avant d'alunir; conséquemment, le module lunaire a touché le sol avec deux pattes au lieu de ses quatre pattes; la réaction a bien sûr été qu'il a tangué et roulé dans le sens inverse et touché le sol avec les deux autres pattes avant de toucher le sol avec ses autre pattes.
Le fait de toucher le sol avec seulement deux pattes au lieu de quatre génère un effort plus important sur les deux pattes de contact que si le module alunissait simultanément sur ses quatre pattes.










Normalement, le module lunaire devrait chercher à prendre une attitude qui le rende horizontal relativement au sol lunaire avant l'alunissage, et puis descendre parfaitement verticalement, en essayant bien sûr de contrôler sa vitesse verticale.
Il devrait aussi essayer d'annuler sa vitesse horizontale, de sorte que l'effort soit généré par la vitesse verticale et non la vitesse horizontale; il devrait pouvoir le faire en utilisant les réacteurs latéraux (RCS).










Sur la terre, le LLRV semblait avoir quelque difficulté à contrôler sa vitesse horizontale, mais, sur la terre, des rafales de vent pour faire bouger le LLRV horizontalement, ce qui fait qu'il a du mal à contrôler sa vitesse horizontale.










Sur la lune, il n'y a pas de vent, et il est donc plus facile au module lunaire de contrôler sa vitesse horizontale, et il devrait normalement être capable de l'annuler avec son RCS, ce qui est souhaitable pour éviter l'effort généré sur le système d'alunissage par la vélocité horizontale.









Etait-il facile pour les astronautes de s'assurer que le module lunaire était horizontal relativement à la lune?
D'abord les astronautes disposaient d'une caméra montée sur le sommet du module lunaire qui leur permettait de visualiser le sol lunaire.










Et deuxièmement le module lunaire était équipé avec des radars latéraux qui pouvaient renseigner sur l'orientation du module lunaire relativement au sol lunaire.
Donc, normalement, le module lunaire devrait d'abord être stabilisé, et orienté horizontalement relativement au sol lunaire, avant d'alunir, et descendre verticalement.














Ce graphe donne la représentation du taux (vitesse) de tangage en fonction du temps; l'échelle de temps est la même que pour le graphe de l'angle de tangage.










Si nous faisons une comparaison entre l'angle de tangage et le taux de tangage, nous voyons une anomalie que je vais expliquer.
La partie du taux de tangage que j'ai cerclée de vert correspond à un taux de tangage positif; ceci correspond à une augmentation de l'angle de tangage que nous pouvons effectivement voir sur le graphe de l'angle de tangage (sur la partie que j'ai cerclée de vert).
Mais la partie du taux de tangage que j'ai cerclée de rouge correspond à un taux de tangage négatif; ceci correspond à une diminution de l'angle de tangage; mais nous ne voyons pas cette diminution sur le graphe de l'angle de tangage, car cette partie du taux de tangage correspond à la partie de l'angle de tangage que j'ai cerclée de rouge sur le graphe de l'angle de tangage, et nous voyons que cette partie de l'angle de tangage ne décroît pas, mais croît au contraire!














Ce graphe donne la représentation du taux (vitesse) de roulis en fonction du temps l'échelle de temps est la même que pour le graphe de l'angle de roulis.










Nous avons le même type d'incohérence pour l'angle de roulis que pour l'angle de tangage, mais inversé.
La partie du taux de roulis que j'ai cerclée de vert correspond à un taux de roulis négatif; ceci correspond à une diminution de l'angle de roulis que nous pouvons effectivement voir sur le graphe de l'angle de roulis (sur la partie que j'ai cerclée de vert).
Mais la partie du taux de roulis que j'ai cerclée de rouge correspond à un taux de roulis positif; ceci correspond à une augmentation de l'angle de roulis; mais nous ne voyons pas cette augmentation sur le graphe de l'angle de roulis, car cette partie du taux de roulis correspond à la partie de l'angle de roulis que j'ai cerclée de rouge sur le graphe de l'angle de roulis, et nous voyons que cette partie de l'angle de roulis ne croît pas, mais décroît au contraire!














La NASA prend comme référence une photo d'Apollo 11 (AS11-40-5864) pour déterminer la distance du réacteur au sol après l'alunissage.










Le problème est que le cratère que nous voyons sous le réacteur sur cette photo n'a manifestement pas été causé par la poussée du réacteur, mais est un cratère naturel du sol, car il n'est pas centré sous le réacteur; s'il avait été causé par le réacteur, il serait centré sous le réacteur.
Ceci signifie que, si le module lunaire avait été un peu décalé, le réacteur ne serait pas au-dessus de ce cratère naturel, et la distance du réacteur au sol ne serait pas la même!














Cette figure représente la validation du modèle mathématique d'analyse du contact par comparaison des analyses du fournisseur et celles du MSC, menées indépendamment.
Ceci suppose qu'à la fois le fournisseur et le MSC ont fait toutes les analyses.
Mais, sur la figure, le fournisseur ne fait pas toutes les analyses; alors comment les analyses qu'il ne fait pas peuvent-elles être comparées avec celles du MSC?










Nous nous serions attendus à voir les flèches indiquées en rouge.














Ils disent qu'ils étaient capables d'établir des graphes représentant la surface lunaire en utilisant des photos prises par le lunar orbiter (satellite de la lune).










Par exemple, ce graphe dit que 40% de la surface lunaire a un angle de moins de 4° relativement à la verticale de gravité, 60% de la surface lunaire a un angle de moins de 8° relativement à la verticale de gravité, 80% de la surface lunaire a un angle de moins de 12° relativement à la verticale de gravité...
Mais, comment ont-ils pu déterminer cela à partir des photos du satellite qui donne seulement une représentation 2D de la surface lunaire?














Ce graphe donne une représentation de la vélocité horizontale comme fonction du temps; la ligne continue représente la vélocité expérimentale et la ligne discontinue la vélocité analytique.










De même, ce graphe donne une représentation de la vélocité verticale comme fonction du temps; la ligne continue représente la vélocité expérimentale et la ligne discontinue la vélocité analytique.










Ce graphe donne une représentation de l'accélération horizontale comme fonction du temps; la ligne continue représente l'accélération expérimentale et la ligne discontinue l'accélération analytique.
L'échelle de temps est la même que pour la vélocité horizontale.










De même, ce graphe donne une représentation de l'accélération verticale comme fonction du temps; la ligne continue représente l'accélération expérimentale et la ligne discontinue l'accélération analytique.
L'échelle de temps est la même que pour la vélocité verticale.










Si nous comparons le graphe de la vélocité horizontale avec celui de l'accélération horizontale, je ne vous surprendrai pas si je vous dis que, une fois de plus, nous voyons une incohérence dans cette comparaison.
Dans la partie de l'accélération horizontale que j'ai cerclée de rouge, l'accélération expérimentale apparaît être très différente de l'accélération analytique, laquelle varie nettement moins...pourtant, sur la même période de temps, les vélocités expérimentale et analytique sont pratiquement confondues!










Si nous comparons le graphe de la vélocité verticale avec celui de l'accélération verticale, nous voyons aussi quelque chose d'anormal.
Sur la partie du graphe ce l'accélération verticale que j'ai cerclée de rouge, l'accélération analytique (la ligne pointillée) est plus souvent en dessous du zéro (que j'ai tracé en rouge) qu'au-dessus; ceci signifie que la vélocité analytique de la même période (celle que j'ai cerclée en rouge sur le graphe de la vélocité verticale) devrait montrer plus de pentes descendantes (correspondant à une décélération) que de pentes ascendantes (correspondant à une accélération); mais ce n'est pas du tout le cas: Le graphe de la vitesse verticale montre des pentes ascendantes plus longues que les pentes descendantes à la place dans la partie cerclée de rouge.














Ils disent qu'ils pouvaient simuler la gravité lunaire en utilisant un plan incliné et des câbles porteurs!
Quelle plaisanterie!














Cette figure montre comment le développement du système d'alunissage a été géré.
Pour chaque partie du système d'alunissage, un rectangle creux représente une phase du développement, et un rectangle hachuré une phase de test.










Normalement, dans un projet, la plupart du temps, lorsque vous testez un élément, vous réalisez qu'il y a des améliorations à faire; vous faites ces améliorations, et testez à nouveau pour vérifier que l'élément est maintenant OK.
Dans certains cas, un second test montre qu'il y a encore des améliorations à faire, et plusieurs tests peuvent être nécessaires avant qu'un élément puisse être satisfaisant.
Bien sûr, il peut arriver qu'un élément soit parfait dès le premier test et ne nécessite pas d'amélioration ultérieure; mais il est improbable que ce soit le cas pour tous les éléments d'un projet.










Alors, quels sont les points étranges dans le développement du système d'alunissage?
- Les tests ne sont pas toujours réalisés juste après le développement; nous voyons que, parfois, il se passe quelque temps entre la fin du développement d'un élément et son test.
- Nous voyons que certains éléments sont certifiés sans avoir jamais été testés.
- Certains éléments sont développés et non testés.
- Et il n'y a jamais un nouveau développement après un test, ce qui signifie que tous les développements sont parfaits!














Cette figure montre comment la patte est articulée au pied.
Cette articulation semble plutôt étrange.










L'articulation entre la patte et le pied consiste en une rotule articulée, de sorte que le pied puisse tourner autour de la patte.










Normalement, dans une rotule articulée, la sphère a le même diamètre que le réceptacle dans laquelle elle roule, ou presque, de sorte qu'il y ait un bon contact entre la sphère et son réceptacle, et qu'elle tourne sans jeu dedans.










Si la sphère est plus petite que son réceptacle, la sphère bougera dedans, elle ne sera pas correctement maintenue, elle aura du jeu; elle peut même éventuellement casser.










Et aussi, puisqu'elle n'est pas correctement maintenue, la sphère peut sortir de son réceptacle.










Sur cette photo d'Apollo 11 (AS11-40-5926) montrant un gros plan d'un pied du module, nous voyons que la sphère ne remplit pas son réceptacle; il y a manifestement du vide entre la sphère et son réceptacle, ce qui signifie que:
- la sphère de la patte est petite et conséquemment fragile.
- la sphère de la patte n'est pas bien maintenue et peut sortir de son réceptacle; nous voyons des câbles fins qui sont supposés empêcher le pied d'être séparé de la patte, mais ces câbles semblent bien fins en comparaison du rôle qu'ils sont sensés jouer!
Si un effort trop important est exercé sur eux, ils casseront, et adieu le pied!











Donc, comme l'ordinateur, le radar, et la circuiterie électronique, le système d'alunissage apparaît être une complète plaisanterie, et est une nouvelle occasion pour les ingénieurs de faire un pied de nez au projet Apollo.