¿La etapa de descenso del módulo lunar Apolo tuvo un papel como una especie de módulo de servicio?

¿Hubo un arreglo similar entre las etapas de ascenso y descenso del módulo lunar? En otras palabras, para minimizar la masa del despegue lunar, ¿se almacenaron la mayoría de los consumibles de la tripulación del módulo lunar (oxígeno y agua) en la etapa de descenso?

Hasta cierto punto, sí, los consumibles se dividieron en las etapas de descenso y ascenso y la mayoría se mantuvo en la etapa de descenso.

De las especificaciones , podemos ver, por ejemplo:

Agua

• Etapa de ascenso: 85 lbs
• Etapa de descenso: 333 lbs

Batería

• Etapa de ascenso: 592 amperios-hora
• Etapa de descenso: 1660 (temprano) o 2075 (A15-A17) Amperios-hora

Del Informe de experiencia de Apolo - Subsistema de control ambiental del módulo lunar :

Oxígeno:

• Etapa de ascenso: 4.8 lbs
• Etapa de descenso: 48 lbs

Además de la capacidad de O ₂ , los cartuchos depuradores de hidróxido de litio que eliminaban el dióxido de carbono del aire de la cabina, como sabemos por el Apolo 13, también eran un recurso consumible limitado en el LM. Los depuradores no devuelven oxígeno libre al aire, por lo que el consumo de oxígeno sigue siendo un límite.

¿Cuánta reserva se llevó en la etapa de ascenso (cuánta resistencia estaba disponible para los intentos de encuentro)?

Desafortunadamente, no he encontrado una respuesta simple a la pregunta "¿cuál fue la resistencia de la etapa de ascenso?".

@Uwe me dice que una persona usa 0,35-1,1 g/min de oxígeno según los niveles de actividad; eso equivale a un suministro de oxígeno de 16 a 48 horas para dos tripulantes si los tanques de O _{2 de} ascenso están llenos en el despegue.

Para los cartuchos depuradores de CO ₂ , podemos hacer una estimación aproximada utilizando los tiempos del Apolo 13 y el Apolo 12.

En A13, la tripulación de tres estaba en el soporte vital del LM a partir de aproximadamente 59 horas después de la misión ; tuvieron que instalar un cartucho incompatible del CM utilizando un adaptador improvisado alrededor de las 90 horas , por lo que los carros LM se agotaron después de 31 horas: alrededor de 93 horas de tripulación de lavadores LM. Para la tripulación normal de LM de 2 personas, serían ~46 horas.

En A12, dos tripulantes estaban en el soporte vital del LM a partir de las 105 horas , y la etapa de ascenso dejó la luna alrededor de las 142 horas . Restando 8 horas de EVA (cuando la tripulación estaría en PLSS en lugar de en el aire de la cabina), eso da como resultado 29 horas, por lo que la etapa de ascenso debería poder proporcionar aire fresco durante aproximadamente 17 horas después del despegue, más limitante que el capacidad _de O2 .

Es improbable un escenario en el que la resistencia de la etapa de ascenso se ponga a prueba severamente. Ninguno de los vuelos de Apolo tuvo dificultades con la parte de ascenso y encuentro de la misión. Si la etapa de ascenso no alcanzara una órbita segura, se estrellaría contra la superficie de la luna en 10 minutos. Una vez en órbita de forma segura, el CSM o la etapa de ascenso podrían realizar las maniobras de encuentro: 100% de redundancia de lo que ya eran, individualmente, naves espaciales confiables. Incluso si el CSM y la etapa de ascenso no pudieran atracar, el último recurso sería volver a la cabina del CSM en EVA.

El módulo de servicio y la etapa de descenso compartían la misma filosofía de diseño de que cualquier masa que no fuera necesaria para el regreso seguro de la tripulación y los resultados científicos quedaría atrás. Sin embargo, existen similitudes y diferencias entre los dos módulos.

• Tanto el módulo de servicio como la etapa decente tienen un motor principal , además de tanques con el combustible y comburente para estos motores. Sin embargo, los módulos asociados difieren si también tienen un motor/combustible/oxidante principal; la etapa de ascenso sí, mientras que el módulo de mando no.
• El módulo de servicio tiene un sistema de control de reacción (RCS) para control de actitud y bajas cantidades de empuje; la etapa de descenso no tiene RCS. En los módulos asociados, la etapa de ascenso tiene un RCS completo, mientras que el módulo de comando tiene un número limitado de propulsores RCS.
• La energía eléctrica en el módulo de servicio proviene de tres celdas de combustible. Esto se reemplaza por 3 baterías recargables en el módulo de comando para demandas de alta corriente, reingreso y posaterrizaje; 2 baterías no recargables en el CM para pirotecnia; y después del Apolo 13, una batería auxiliar en el SM. La etapa de descenso tiene 4 baterías, y la etapa de ascenso tiene 2 baterías.
• El módulo de servicio tiene tanques de oxígeno (que infamemente explotaron en el Apolo 13) para el oxígeno de la cabina y las celdas de combustible, además de tanques de hidrógeno para las celdas de combustible. El módulo de descenso solo tiene un tanque de oxígeno.
• El agua fue producida por las celdas de combustible en el módulo de servicio y almacenada en tanques en el módulo de comando. En la etapa de descenso, uno o (Apollo 15-17) dos tanques se llenaron de agua antes del lanzamiento.
• Ni el módulo de servicio ni la etapa de descenso llevaban tripulación, alimentos , desperdicios, efectos personales, instrumentación o mandos.
• El módulo de servicio contaba con radiadores de calor ; el módulo lunar utilizó intercambiadores de calor y sublimadores para eliminar el exceso de calor.
• El módulo de servicio tenía antenas de radio de alta ganancia (plato) y de baja ganancia (cimitarra) . No se montaron antenas en la etapa de descenso.
• La etapa de descenso y la etapa de ascenso tenían radar . Ni el módulo de comando ni el módulo de servicio tenían radar.
• La etapa de descenso era el único módulo con tren de aterrizaje .
• Antes del Apolo 15, solo la etapa de descenso tenía una bahía para almacenar equipos científicos . Comenzando con el Apolo 15, se amplió para albergar el vehículo lunar y se agregó una bahía al módulo de servicio para el módulo de instrumentos de servicio (SIM).

Actualización: El OP aclaró la pregunta sobre el oxígeno de reserva (ver la sección a continuación). Esta sección fue mi respuesta para el propulsor de reserva.

En cuanto al combustible de reserva, la mejor información que he encontrado es el nivel de la luz de "aviso de combustible":

... y una luz de advertencia de nivel bajo de cantidad de propulsor de descenso. Los sensores de nivel bajo proporcionan una señal discreta para hacer que se encienda la luz de advertencia cuando el nivel de propulsor en cualquier tanque es inferior a 9,4 pulgadas (equivalente a 5,6 % de propulsor restante). Cuando esta luz de advertencia se enciende, la cantidad de propulsor restante es suficiente para que el motor se queme durante solo 2 minutos con empuje estacionario (aproximadamente 25%).

Soy escéptico de que el módulo de servicio y la etapa de descenso tuvieran niveles comparables de combustible/oxidante de reserva. Los tamaños de los tanques ya se establecieron mucho antes de los vuelos de prueba no tripulados de Apolo. Sin embargo, la cantidad de propulsores realmente utilizados depende de las masas de los vehículos (que cambiaron a lo largo del programa Apolo) y los parámetros de vuelo (que variaron entre vuelos). Por lo tanto, la cantidad de propulsores sobrantes variará mucho y es dudoso que sean comparables entre estos dos módulos.

Es como preguntar cuánta "reserva" hay en el tanque de gasolina de su automóvil. El tanque tiene una capacidad fija, y la cantidad que realmente usa puede variar de un viaje a otro.

Las misiones sí llevaban oxígeno extra. Al igual que los propulsores, los tanques fueron diseñados para una cierta capacidad y el uso real varió de una misión a otra. Aquí está el uso de CSM para Apolo 15: se planeó usar el 58,4% del oxígeno y el 59,0% se consumió realmente.

y el uso del módulo lunar para el Apolo 15: se planeó usar el 47,5% del oxígeno de la etapa de descenso y el 55,7% se consumió realmente.

Había tanques de combustible, oxidante, agua, helio (para presurización) y oxígeno tanto en la etapa de ascenso como en el descenso.

También baterías en ambas etapas, descenso: cuatro (Apollo 9-14) o cinco (Apollo 15-17) 28–32 V, 415 A·h baterías de plata-zinc; 135 lb (61 kg) cada uno, ascenso: dos baterías de plata-zinc de 28–32 voltios, 296 amperios-hora; 125 libras (57 kg) cada uno.

El radar de encuentro necesario para el regreso al CSM solo en la etapa de ascenso, el radar de aterrizaje solo en la etapa de descenso.