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El módulo lunar era un vehículo espacial de dos etapas diseñado para el alunizaje durante el programa Apolo.
Conocido primeramente como L.E.M., la idea inicial se debió a John C. Houbolt del Centro de Investigaciones Langley, que lo presentó junto a Charles Mathews del Marshall Space Flight Center el 6 de febrero de 1962 como respuesta al programa de descenso lunar basado en el encuentro en órbita del tipo L.O.R. del programa Apolo.
La NASA solicitó ofertas para el desarrollo y construcción del L.M. a 11 empresas aeroespaciales, asignando su construcción finalmente a la compañía norteamericana Grumman Aircraft Engineering Corporation, el 11 de marzo de 1963, construyéndose 20 unidades, 9 de las cuales eran vehículos de ensayo y el resto unidades de vuelo.
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La estructura del L.M. era de aluminio, siendo sus dimensiones totales de 6,98 m de altura y 9,45 de anchura con un peso total en vacío de 15.061 kg. Constaba de 2 módulos bien diferenciados, el módulo de descenso y el de ascenso que iban unidos mediante 4 pernos explosivos actuando ambos como una astronave única.
El módulo de descenso, al cual iba unido en el momento del alunizaje al de ascenso, medía 3,23 m de altura, 4,52 m de anchura y 2.033 kg en vacío, formando una especie de caja octogonal que se sujetaba sobre cuatro patas articuladas, las cuales terminaban en un disco de 94 cm de diámetro destinado a absorber el choque mediante un sistema de paneles deformables en forma de colmena y evitar el hundimiento del vehículo en el regolito.
Este módulo servía de soporte al motor cohete de frenado, los depósitos de propergol del mismo, los depósitos de agua, oxígeno y helio, así como el instrumental científico (ALSEP), las baterías eléctricas, el radar altímetro y en alguna misión el LRV o coche lunar replegado, todo ello revestido de una pantalla de protección térmica y anti-micro meteoritos.
Tres de las cuatro patas del módulo de descenso iban equipadas con un sensor de 173 cm de largo, que tenía como misión indicar a los pilotos el momento del contacto con la superficie lunar para así detener el motor de frenado, portando la última pata la escalerilla de descenso con barandilla y 9 peldaños.
El motor de frenado era reactivable y graduable, con una fuerza impelente de 476 a 4.477 kg, alimentado por 8.187 kg de combustible que le permitía una autonomía de funcionamiento de 14:30 min.
Poseía asimismo la capacidad de inclinarse hasta 6º en cualquier dirección, si bien los desplazamientos laterales de la nave se efectuaban con ayuda de pequeños cohetes de helio situados en el módulo de ascenso.
El módulo de ascenso medía 3,76 m de alto, 4,52 m de diámetro y 2.179 kg en vacío, constando de tres secciones principales: el puesto de pilotaje, la sección central y el compartimiento de equipo, a lo que se añadía el soporte del motor, la pantalla térmica y anti-micro meteorito y la antena.
El puesto de pilotaje era de forma cilíndrica, de 2,34 m de diámetro y 1,07 m de longitud, con capacidad para dos astronautas en un volumen habitable de 4,53 m³ y con una atmósfera interior de oxígeno al 100 % y 23,8 ºC de temperatura, dotado de indicadores y elementos de control similares a los del módulo de mando.
Los astronautas no disponían de asientos, manteniéndose erguidos mediante un sistema de tirantes y abrazaderas que evitaban las sacudidas, pues según los técnicos, era la mejor posición para que los tripulantes soportaran bien el choque con la superficie lunar.
Para la observación directa existían dos ventanillas poligonales a la altura de la vista, así como otra situada en el techo y utilizada para la maniobra de atraque.
Este módulo disponía de una escotilla de 81 cm de diámetro en la parte superior, destinada a permitir el paso de los tripulantes entre el módulo lunar y el módulo de mando, así como otra compuerta de forma cuadrada de 81 cm de lado en la parte frontal empleada para efectuar la salida al exterior.
La sección central lleva en la parte superior un túnel de 81 cm de diámetro y la compuerta de acoplamiento al módulo de mando, y en la parte inferior la cubierta del motor cohete de ascenso, con una fuerza impelente de 1.588 kg alimentado con 2.352 kg de combustible líquido que le permitía una autonomía de 7 min y 40 s, pudiendo ser encendido y apagado 35 veces.
