¿Cómo se calibró la IMU de Apollo?

Tanto el módulo de comando como el lunar de la nave espacial Apolo tienen sistemas de navegación con unidades de gestión inercial. Se sabe que las IMU se desvían con el tiempo. ¿Cómo fueron recalibrados?

Mi respuesta a continuación comenzó originalmente como una respuesta a ¿Cómo se calibran los acelerómetros de una IMU en el espacio, fuera del alcance del GPS? . Varias personas sugirieron mover la respuesta a su propia pregunta.

Respuestas (1)

Durante el programa Apollo, la IMU se desvió y era un procedimiento estándar corregirla periódicamente. Esto se hizo haciendo que los astronautas ubicaran un par de estrellas conocidas usando un sextante y luego ingresando sus posiciones usando el programa de computadora P52 "IMU Realign":

Para verificar la alineación de la plataforma de guía, se tuvo que hacer referencia a las estrellas. Solo se requerían dos y Collins usó el sextante, un dispositivo óptico de 28 potencias integrado en el casco de la nave espacial, para tomar marcas una vez que el instrumento había apuntado con precisión a cada uno.

Mike ingresaría el código de la estrella y le pediría a la computadora que dirigiera la óptica para apuntar a esa estrella. Al mirar a través del ocular del sextante, pudo ver qué tan lejos estaba la estrella de su posición esperada en virtud de que la plataforma de inercia se había desplazado. Luego movió con cuidado el objetivo del sextante para centrar la estrella y presionó un botón en una alineación perfecta, informando así a la computadora dónde estaba realmente la estrella.

Una vez que Mike hizo esto para dos estrellas, la computadora le dijo la diferencia del ángulo de la estrella, una comparación del ángulo conocido entre las estrellas y el ángulo medido entre las marcas de Mike. '00000' para el cúmulo superior se conocía como 'todas las bolas' e hizo que Mike se sintiera feliz porque significaba que su puntería a las dos estrellas había tenido una precisión de menos de una centésima de grado. La diferencia del ángulo de la estrella para el cúmulo inferior muestra '00001', una diferencia de una centésima de grado, que todavía se considera muy buena.

El objetivo del ejercicio era realinear la plataforma inercial que se desplazaba lentamente. Para ello, la computadora calculó el error en su orientación. Esto arrojó tres ángulos de Euler por los cuales la orientación de la plataforma tuvo que ser rotada o 'ajustada' para restaurar la alineación perfecta con las estrellas, en milésimas de grado. Estos son los siguientes tres elementos en los grupos.

La alineación de esta plataforma fue crucial para algunas de las operaciones más importantes de la nave espacial; navegación y quemaduras de motor. Por lo tanto, los ingenieros estaban ansiosos por vigilar su tasa de deriva. Mike traería los tres ángulos a las tres pantallas de registro del DSKY pidiéndole que mostrara el Sustantivo 93. Dado que los controladores de vuelo pudieron ver el contenido de la pantalla del DSKY en sus consolas, esto les dio la oportunidad de tomar nota de ellos.

https://history.nasa.gov/afj/ap11fj/cm-107_graffiti.html

Los realineamientos realizados durante el Apolo 11 se muestran en la siguiente tabla:Realineamientos de la IMU del Apolo 11

Ocasionalmente, el CMP Michael Collins anotaba los resultados de las correcciones en las paredes de la nave espacial. Las dos correcciones resaltadas en amarillo en la tabla de arriba todavía se pueden ver hoy como graffiti en las paredes del Columbia en el Museo Nacional del Aire y el Espacio:

Grafiti del Apolo 11 1

Apolo 11 graffiti 2

Buena respuesta, +1.
No planee su viaje a Washington DC en el corto plazo para ver a Columbia. Está en una exhibición itinerante y actualmente en Pittsburgh Pennsylvania :-)