thumb|Lądownik księżycowy na powierzchni Księżyca widziany z tyłu thumb|Lądownik księżycowy widziany z przodu thumb|Buzz Aldrin podczas misji Apollo 11

Moduł księżycowy (ang. Lunar Module) – dwuczłonowy statek kosmiczny zaprojektowany w ramach programu Apollo do operacji kosmicznych w pobliżu Księżyca i na jego powierzchni, składający się z członu zniżania i członu wznoszenia. Zaprojektowany i produkowany przez firmę Grumman na Long Island moduł, przeznaczony był do przewozu dwóch astronautów z orbity Księżyca na jego powierzchnię i z powrotem. Masa pojazdu wynosiła 15 065 kg, włączając astronautów, paliwo i inne materiałyMoon Race: The History of Apollo DVD, Columbia River Entertainment (Portland, OR, 2007).

Moduł księżycowy był zdolny do pracy wyłącznie w przestrzeni kosmicznej. Po wykonaniu swojego zadania moduł zniżania pozostawał na powierzchni Księżyca, a moduł wznoszenia porzucany był w przestrzeni kosmicznej i w końcu rozbijał się o powierzchnię Księżyca, co było wykorzystywane jako źródło fal sejsmicznych dla programu ALSEP. Moduł księżycowy jest jak dotąd jedynym załogowym pojazdem kosmicznym, który wylądował na innym ciele niebieskim niż Ziemia.

Wprowadzenie Rakieta Saturn V wynosiła statek kosmiczny Apollo na odległość 305 km od Ziemi, do rejonu TLI ang. Trans Lunar Injection. Częścią członu S-IVB rakiety Saturn V był adapter SLA, w którym transportowano do TLI moduł księżycowy. W rejonie TLI moduł księżycowy był usuwany z adaptera SLA i łączony portem dokowania z modułem dowodzenia modułu CSM. W tej konfiguracji zestaw składający się z modułu CSM i modułu księżycowego poruszał się do orbity Księżyca.

Obydwa człony modułu księżycowego połączone były sworzniami pirotechnicznymi i funkcjonowały jako jedna jednostka do momentu, kiedy stawało się konieczne ich rozdzielenie, czyli do momentu startu z powierzchni Księżyca. Rozdzielenie członów było realizowane poprzez zdetonowanie sworzni, następowało także rozdzielenie pozostałych międzyczłonowych połączeń i kabli. Od tego momentu człon wznoszenia stawał się samodzielną jednostką do momentu spotkania i dokowania z orbitującym wokół Księżyca Modułem Dowodzenia/Serwisowym CSM Command Service Module. Moduł opadania służył jako platforma startowa dla modułu wznoszenia i pozostawał na powierzchni Księżyca.

Podsystem kontroli środowiska (ang.) Environmental Control Subsystem (ECS) utrzymywał odpowiednie warunki w kabinie LM. Energia elektryczna była dostarczana z 6 baterii srebrowo-cynkowych. Kontrola sterowania i nawigacja były realizowane poprzez system radarowy oraz platformę bezwładnościową ang. Inertial Measurement Unit (IMU), składającą się z żyroskopów, akcelerometrów. Istotną rolę w systemie kierowania nawigacji spełniał komputer modułu księżycowego ang. LM Guidance Computer (LGC).

thumb|left

Główny system napędowy Główny system napędowy MPS (z ang. main propulsion system) składał się z sekcji napędowej opadania DPS (z ang. descent propulsion system) i z sekcji napędowej wznoszenia APS (z ang. ascent propulsion system). Każda sekcja była całkowicie niezależna i składała się z silnika rakietowego na paliwo płynne, z własnym zapasem paliwa, z własną instalacją ciśnieniową i elementami zasilania. W przypadku przerwania misji APS lub DPS były w stanie doprowadzić LM do spotkania z CSM z dowolnego punktu trajektorii opadania. Bezpośrednio na powierzchni Księżyca był obszar, w którym misja nie mogła być przerwana (ale mogła być kontynuowana). Wybór silnika do opuszczenia powierzchni Księżyca w sytuacji przerwania misji zależał od tego, jak długo silnik opadania pracował i jak wiele paliwa pozostało w członie opadania.

Obydwie sekcje napędowe używały identycznego dwupłynowego paliwa hipergolowego, na które składały się: reduktor „aerozine 50”, tj. mieszanka hydrazyny i dimetylohydrazyny oraz tetratlenek diazotu N2O4 jako utleniacz. Stosunek wtryskiwanego utleniacza do paliwa wynosił w przybliżeniu 1,6:1 (wagowo).

Podstawowe operacje obydwu sekcji napędowych (paliwa i utleniacza) były podobne. W każdej sekcji gazowy hel napierając na elastyczny pojemnik z paliwem lub z utleniaczem umieszczonym w butli ciśnieniowej, wtłaczał płynne paliwo lub płynny utleniacz poprzez zawory odcinające do wtryskiwacza silnika. W DPS hel był przechowywany w stanie ciekłym, a w APS w stanie gazowym. Podstawowym powodem stosowania ciekłego helu było zmniejszenie masy tegoż helu.

Obydwa silniki opadania i wznoszenia składały się z komór spalania, w których paliwo rakietowe mieszało się z utleniaczem i spalałoWarunkiem wystarczającym do zapłonu paliwa rakietowego było zmieszanie paliwa z utleniaczem. Właściwe rozpylenie zapewniały wtryskiwacze, a zawory sterujące i dysze regulowały, inicjowały i zatrzymywały przepływ paliwa do silnika. Silnik opadania, który był większy i wytwarzał większy ciąg od silnika wznoszenia, miał możliwość regulacji ciągu i był umocowany na pierścieniu z przegubem kardanowym w celu umożliwienia sterowania kierunkiem wektora ciągu. Silnik wznoszenia nie miał regulacji ciągu i był osadzony sztywno.

W obu sekcjach zastosowano nadmiarowość zasadniczych elementów, w celu zapewnienia niezawodności działania systemu napędowego.

Człon zniżania thumb|Człon zniżania modułu księżycowego thumb|Mechanizm lądowania w położeniu złożonym

Człon zniżania (opadania) do momentu osiągnięcia powierzchni Księżyca stanowił całość z członem wznoszenia i był ośmiokątnym graniastosłupem o przekątnej 4,2 metra i 1,7 metra wysokości. Cztery nogi lądowania z czterema okrągłymi stopami były zamontowane do boków członu zniżania i po przyziemieniu utrzymywały moduł księżycowy 1,5 metra nad powierzchnią Księżyca. Na jednej z nóg była umieszczona drabina prowadząca do włazu poprzez małą platformę. Z dołu członu wystawał na metr długi stożkowy fartuch przegubowo zawieszonego silnika zniżania. Człon zniżania miał dwa zbiorniki paliwa „aerozine 50”, dwa zbiorniki utleniacza tetratlenku diazotu, wodę, tlen, zbiorniki z helem, kanistry z wodorotlenkiem lituWodorotlenek litu był używany do oczyszczania atmosfery statków kosmicznych z CO2. Jedna wnęka członu zawierała przestrzeń ładunkową dla księżycowego zestawu do eksperymentów naukowych ang. Apollo Lunar Surface Experiments Packages ALSEP lub w przypadku Apollo 15, 16, 17 księżycowy łazik. W członie zniżania znajdował się także radar lądowania. Człon zniżania służył jako platforma startowa dla członu wznoszenia. Człon zniżania nie był hermetyczny i panowało w nim ciśnienie równe zewnętrznemu. Na jednej z nóg modułu zniżania, w pobliżu drabiny, była zamocowana aluminiowa pamiątkowa tabliczka zawierająca numer aktualnej misji, nazwiska astronautów, ich podpisy, a w przypadku pierwszej i ostatniej misji, także podpis prezydenta Stanów Zjednoczonych R.M. Nixona

W skład członu zniżania wchodziły cztery amortyzowane podpory tworzące mechanizm lądowania. Ich zadaniem było wytłumienie wstrząsu towarzyszącemu uderzeniu o powierzchnię Księżyca podczas lądowania, a w konsekwencji uniknięcia uszkodzeń lub przewrócenia się modułu księżycowego. Podczas transportowania modułu do orbity Księżyca, mechanizm lądowania pozostawał w pozycji złożonej, nieprzygotowanej do lądowania. Dopiero kiedy do LM przeszła załoga w celu uruchomienia i sprawdzenia modułu, dowódca włączał przełącznik LDG GEAR DEPLOY na panelu nr 8. Wtedy poprzez eksplozywne mechanizmy zostawała usuwana blokada sprężyn, które zwolnione wydłużały mechanizm lądowania i blokowały się w nowej pozycji. Jednocześnie na rozwiniętym mechanizmie lądowania zostawały odsłonięte czerwone luminescencyjne pasy widoczne w dzień i w nocy z odległości przynajmniej 30 metrów tak, aby z modułu dowodzenia można było jednoznacznie stwierdzić, że mechanizm lądowania został poprawnie rozłożony.

Parametry techniczne członu zniżania: wysokość (bez sondy lądowania): 2,62 m szerokość (bez podwozia): 3,91 m szerokość (z podwoziem): 9,4 m masa (łącznie z paliwem): 10334 kg woda: 151 kg silnik systemu zniżania ang. Descent Propulsion System (DPS) masa paliwa: 8200 kg ciąg: 45040 N, możliwość regulacji ciągu w zakresie 10% a 60% wartości maksymalnej, paliwo: Aerozine 50/tetratlenek diazotu, wytwarzanie ciśnienia: 22 kg ciekłego nadkrytycznego helu w zbiorniku pod ciśnieniem 10,72 MPa Impuls właściwy: ciężarowy – 311 s, masowy – 3050 Ns/kg (=m/s) Delta-v: 2500 m/s Baterie: cztery (Apollo 9-14) lub pięć (Apollo 15-17) 28–32 V, baterie srebrowo-cynkowe o pojemności 415 Ah i masie 61 kg każda.

Człon wznoszenia thumb|Człon wznoszenia modułu księżycowego

Człon wznoszenia był jednostką o nieregularnym kształcie, w przybliżeniu 2,8 metra wysoki, 4,0 do 4,3 metra szeroki, zamontowany na górze członu zniżania.

Załogowa część LM znajdowała się w członie wznoszenia, mieściła dwóch astronautów i składała się z trzech głównych części: przedziału załogi, części środkowej i tylnego przedziału wyposażenia. Przedział załogi i część środkowa tworzyły kabinę, która była klimatyzowana i hermetyzowana. Obszary inne niż kabina nie były hermetyzowane.

Przedział o objętości 6,65 metrów sześciennych funkcjonował też jako baza dla księżycowych operacji. Podczas spacerów księżycowych kabina członu wznoszenia poddawana była dekompresji, była rozhermetyzowana, a po skończonym spacerze była hermetyzowana i napełniana tlenem. Był tam również właz wyjściowy z jednej strony, i na górze, właz do połączenia z modułem dowodzenia modułu CSM. Na górze była także zamontowana paraboliczna sterowalna antena radaru zbliżeniowego ang. Rendezvous Radar i paraboliczna antena pasma-S służąca do łączności z Centrum Łączności Kierowania Załogowymi Lotami Kosmicznymi Manned Space Flight Network (MSFN), oraz antena VHF do łączności z CSM. Antena pasma S z parabolicznym reflektorem była rozwijana na powierzchni Księżyca, w czasie lotu pozostawała w stanie złożonym. Dwa trójkątne okna znajdowały się powyżej włazu wejściowego, po obu jego stronach. Na dole podstawy mieścił się silnik wznoszenia. Człon wznoszenia zawierał również aerozine 50 jako paliwo, zbiornik z utleniaczem, hel, płynny tlen i tlen gazowy.

W związku z tym, że moduł LM podczas lotu miał być obsługiwany na stojąco, nie był on wyposażony w siedzenia dla załogi (we wnętrzu można było jednak siedzieć np. na pokrywie silnika członu wznoszenia). Konsola kontrolna była zamontowana z przodu przedziału załogi, powyżej włazu wejściowego i pomiędzy dwoma oknami, kolejne dwa panele były zamontowane na burtach.

Jedyną cechą, jaka wiąże ten człon ze wznoszeniem, był silnik rakietowy, który pracował tylko w fazie wznoszenia. Ponadto człon wznoszenia był przedziałem astronautów w czasie lądowania, wznoszenia, jak i dokowania, był też bazą podczas spacerów kosmicznych wykonywanych na powierzchni Księżyca.

Parametry techniczne: Załoga: 2 Objętość kabiny: 6,7 m³ Wysokość: 2,83 m Szerokość: 4,29 m Długość: 4,04 m Masa łącznie z paliwem: 4700 kg Atmosfera: 100% tlenu przy ciśnieniu 33 kPa Woda: dwa zbiorniki po 19,3 kg Chłodzenie: 11 kg glikolu etylenowego Reakcyjny system sterowania (RCS) masa paliwa: 287 kg silniczki rakietowe: szesnaście x 440 N w czterech modułach paliwo: Aerozine 50 paliwopod pojęciem paliwo w silnikach rakietowych kryje się ogólna nazwa materiałów pędnych, jak również ten z dwu składników który nie jest utleniaczem / tetratlenek diazotu (N2O4) utleniacz impuls właściwy: względem ciężaru – 290 s, względem masy 2840 Ns/kg (=m/s) Główny system napędowy (APS) masa paliwa: 2353 kg silnik: Rocketdyne RS-18 ciąg: 16000 N paliwo: Aerozine 50 paliwo/ utleniacz tetratlenek diazotu zbiorniki ciśnieniowe: dwa 2,9 kg zbiorniki z helem pod ciśnieniem 21 MPa impuls właściwy: względem ciężaru – 311 sekund, względem masy 3050 Ns/kg (=m/s) delta-v: 2220 m/s Współczynnik ciągu do ciężaru: 2,124 (w grawitacji Księżyca) Baterie: dwie 28–32 V, 296 Ah srebrowo-cynkowe; 57 kg każda Zasilanie elektryczne: 28 V DC, 115 V 400 Hz AC

Część załogowa thumb|Rysunek wnętrza kabiny załogi