ระบบหลบหนีจากดวงจันทร์ (LESS) เป็นชุดยานพาหนะฉุกเฉินที่ออกแบบมาสำหรับภารกิจ Apollo ระยะยาวที่ไม่เคยดำเนินการจริง เนื่องจากภารกิจเหล่านี้เป็นเพียงสมมติฐานมากกว่าภารกิจ Apollo ที่วางแผนไว้ แต่ถูกยกเลิก การออกแบบจึงไม่เคยถูกสร้างขึ้น แนวคิดนี้เป็นผลสืบเนื่องมาจากยานบินดวงจันทร์^{[ 1 ]}โดย Bell Aerospace (การออกแบบการเคลื่อนที่บนพื้นผิวดวงจันทร์ที่ถูกยกเลิกเพื่อเลือกใช้Lunar Rover ที่มีความเสี่ยงน้อยกว่า )

เนื่องจากนาซาได้วางแผนที่จะให้นักบินอวกาศอยู่บนดวงจันทร์นานขึ้นหลังจากภารกิจอะพอลโลครั้งแรก ๆ พวกเขาจึงต้องพิจารณาประเด็นใหม่ ๆ ซึ่งหนึ่งในนั้นคือจะทำอย่างไรหากนักบินอวกาศไม่สามารถกลับมาได้ โดยปกติแล้ว ยิ่งยานอวกาศไม่ได้ใช้งานนานเท่าไหร่ ความน่าเชื่อถือก็จะยิ่งลดลงเท่านั้น ดังนั้นหลังจากอยู่บนดวงจันทร์เป็นเวลาสองสัปดาห์ เครื่องยนต์ขับเคลื่อนของยานลงจอดบน ดวงจันทร์หรือระบบสำคัญอื่น ๆ อาจทำงานล้มเหลว ทำให้นักบินอวกาศติดอยู่บนดวงจันทร์โดยไม่มีเสบียงเพียงพอที่จะอยู่รอดจนกว่าภารกิจกู้ภัยจากโลก จะมา ถึง

เพื่อหาทางออกที่เป็นไปได้วิธีหนึ่ง นาซ่าได้ศึกษาเกี่ยวกับระบบหลบหนีจากดวงจันทร์ที่มีต้นทุนต่ำและน้ำหนักเบา (LESS) หลายระบบ ซึ่งสามารถติดตั้งบนยานลงจอดบนดวงจันทร์เพื่อใช้เป็นระบบสำรอง เช่นเดียวกับเรือชูชีพบนเรือ

หลักการ ' KISS ' (Keep It Simple, Stupid) คือแนวทางสำคัญ โดยมีข้อสมมติฐานพื้นฐานไม่กี่ข้อเกี่ยวกับระบบ LESS ที่ใช้งานได้จริง:

1. ระบบ LESS จะใช้เชื้อเพลิงจากถังเชื้อเพลิงของยานลงจอดบนดวงจันทร์ (LM) ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องบรรทุกเชื้อเพลิงเพิ่มเติมในภารกิจนี้
2. แทนที่จะใช้ระบบสำรองหลายระบบเหมือนในโครงการอพอลโล อื่นๆ ระบบ LESS จะถูกออกแบบมาให้เรียบง่ายที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ในขณะเดียวกันก็ยังคงบรรลุภารกิจของมันได้
3. ระบบช่วยชีวิตทั้งหมดจะมาจากกระเป๋าเป้สะพายหลังของนักบินอวกาศ ซึ่งช่วยลดมวลและความซับซ้อนของระบบ LESS ลงอย่างมาก แต่จำเป็นต้องให้นักบินอวกาศสามารถไปพบกับยาน CSM ที่โคจรอยู่ได้ภายในเวลาสี่ชั่วโมงที่ออกซิเจนในกระเป๋าเป้สะพายหลังมีเหลืออยู่
4. ระบบ LESS จะรองรับการพำนักบนพื้นผิวดวงจันทร์ได้นานสูงสุด 14 วัน

ระบบ LESS ต้องมีน้ำหนักเบาที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เพื่อไม่ให้ลดความจุในการบรรทุกสัมภาระของยานลงจอดบนดวงจันทร์ (LEM) อย่างมีนัยสำคัญ และต้องบรรจุลงในยานลงจอดบนดวงจันทร์ (LM) ได้ง่ายโดยไม่รบกวนสัมภาระอื่นๆ ผลที่ตามมาคือ การออกแบบส่วนใหญ่ใช้ขาที่ถอดได้: ขาจะถูกตั้งขึ้นบนพื้นผิวดวงจันทร์ ประกอบระบบ LESS ไว้บนขาเหล่านั้น แล้วจึงถอดขาออกเมื่อระบบ LESS ถูกปล่อยขึ้นสู่วงโคจร วิธีนี้ไม่ได้ลดมวลที่ต้องการโดยตรง แต่ช่วยลดมวลเปล่าของระบบ LESS ซึ่งช่วยลดปริมาณเชื้อเพลิงที่จำเป็นในการส่งขึ้นสู่วงโคจร ซึ่งจะช่วยลดแรงขับที่จำเป็นจากเครื่องยนต์และมวลรวมของการออกแบบลงด้วย

ระบบ LESS จะถูกพับเก็บอย่างแนบเนียนไว้ที่ด้านข้างของส่วนลงจอดของยานลงจอดบนดวงจันทร์ (LM) และจะมีแขนและสายเคเบิลไว้เพื่อให้สามารถถอดระบบ LESS ออกได้อย่างควบคุม และเพื่อให้แน่ใจว่าจะไม่เป็นอันตรายต่อนักบินอวกาศที่กำลังถอดออก ฝาครอบป้องกันยังทำหน้าที่เป็นเหมือนรถเลื่อน เพื่อให้สามารถผลักหรือดึงระบบ LESS ไปตามพื้นเพื่อไปยังตำแหน่งปล่อยที่ปลอดภัยก่อนการประกอบ การประกอบคาดว่าจะใช้เวลาอย่างน้อยสี่สิบห้านาที และใช้เวลาอีกสองชั่วโมงสำหรับการตรวจสอบและเติมเชื้อเพลิงก่อนการปล่อย ในภารกิจระยะยาว ลูกเรืออาจประกอบระบบ LESS ในช่วงต้นของภารกิจเพื่อเป็นการป้องกันไว้ก่อน

เนื่องจาก LESS มีขนาดเล็กกว่ายานอวกาศทั่วไปในยุคนั้น ความแตกต่างหลักๆ จึงอยู่ที่ระบบขับเคลื่อน ระบบนำทาง การควบคุม และการกำหนดตำแหน่ง

โดยทั่วไปแล้ว LESS จะใช้ถังเชื้อเพลิงแบบยืดหยุ่นเพื่อให้สามารถพับเก็บได้แบนราบ เมื่อ LESS เชื่อมต่อเข้ากับส่วนขึ้นบินของยานลงจอดบนดวงจันทร์ (LM) ถังเชื้อเพลิงแบบยืดหยุ่นจะถูกเติมและขยายตัวจนเต็มขนาดพร้อมสำหรับการบิน

ยานอวกาศ LESS บางรุ่นใช้เครื่องยนต์เพียงเครื่องเดียวใต้จุดศูนย์กลาง แต่หลายรุ่นใช้เครื่องยนต์หลายเครื่องติดตั้งรอบขอบ โดยทั่วไปแล้วจะอิงตามระบบขับเคลื่อนควบคุมปฏิกิริยา (RCS) ของยานอวกาศอะพอลโลที่ใช้ควบคุมทิศทางของยานบัญชาการและบริการ (CSM) และยานลงจอดบนดวงจันทร์ (LM) เครื่องยนต์เหล่านี้มีแรงขับประมาณ 100 ปอนด์-แรง (440 นิวตัน) ต่อเครื่อง ดังนั้นการติดตั้งเครื่องยนต์แปดเครื่องเป็นคู่ๆ ที่มุมของรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสจึงให้แรงขับเพียงพอที่จะส่งนักบินอวกาศสองคนขึ้นสู่วงโคจรได้

อีกหนึ่งข้อดีของการออกแบบโดยใช้ RCS คือ สามารถสั่งการให้เครื่องยนต์ขับดัน RCS ทำงานเป็นช่วงสั้นๆ เพียงสิบมิลลิวินาที ดังนั้นแทนที่จะใช้ฮาร์ดแวร์ควบคุมแรงขับที่ซับซ้อน ก็สามารถใช้การสั่งการให้เครื่องยนต์ขับดันทำงานเป็นจังหวะเพื่อปรับแรงขับเฉลี่ยในช่วงเวลาต่างๆ ได้ นอกจากนี้ยังสามารถใช้เพื่อควบคุมทิศทางโดยการปรับอัตราการสั่งการให้เครื่องยนต์ขับดันต่างๆ รอบขอบของ LESS ได้อีกด้วย

ระบบนำทางในระบบ LESS ทั่วไปนั้นเรียบง่าย: ใช้ "ลูกบอลแปดลูก" เพื่อแสดงทิศทางของยานอวกาศ นาฬิกาเพื่อแสดงเวลาตั้งแต่ปล่อยตัว และโปรแกรมการปรับมุมเงยที่วางแผนไว้ แต่คอมพิวเตอร์นำทางของอะพอลโลที่ใช้เป็นระบบควบคุมการบินอัตโนมัติสำหรับยาน CSM และ LM มีมวลประมาณหนึ่งร้อยปอนด์และใช้พลังงานจำนวนมาก ดังนั้นการควบคุมการบินด้วยคอมพิวเตอร์จึงเป็นไปไม่ได้ นี่จึงเป็นหนึ่งในไม่กี่กรณีที่นักบินอวกาศควบคุมจรวดด้วยตนเองตลอดทางจนถึงวงโคจร และมีอุปกรณ์น้อยกว่าปกติมาก

นักบินอวกาศจะรอจนกว่าจะถึงเวลาปล่อยตัวที่เหมาะสม ซึ่งจะทำให้พวกเขาเข้าสู่วงโคจรใกล้กับยาน CSM จากนั้นจึงทำการปล่อยตัว นักบินจะพยายามรักษาระดับการบินให้คงที่ และในช่วงเวลาที่กำหนดไว้ระหว่างการเร่งเครื่องยนต์ เขาจะปรับมุมเงยของยานไปยังมุมที่กำหนดไว้ล่วงหน้า การปรับนี้จะควบคุมความเร็วในแนวดิ่งและแนวนอนของยาน LESS และส่งผลต่อวงโคจรที่ยานจะเข้าสู่ โดยเครื่องยนต์จะถูกปิดในเวลาที่กำหนดไว้เมื่อพวกเขาควรจะเข้าสู่วงโคจรที่ถูกต้องแล้ว

ถึงแม้ว่านักบินจะทำผิดพลาดบ้างระหว่างการเดินทางไปอวกาศ ก็ไม่จำเป็นต้องถึงขั้นเป็นอันตรายถึงชีวิตเสมอไป ยาน CSM มีเชื้อเพลิงสำรอง และแผนการจะอนุญาตให้มันเปลี่ยนความเร็วได้สูงสุดประมาณ 250 เมตรต่อวินาที เพื่อไปพบกับยาน LESS หลังจากเข้าสู่วงโคจรแล้ว แม้ว่าจะไม่สามารถเปลี่ยนแปลงความเอียงของวงโคจรได้มากนัก แต่ยาน CSM ก็สามารถเปลี่ยนระดับความสูงของวงโคจรได้อย่างมากเพื่อให้ตรงกับยาน LESS ภัยคุกคามที่ใหญ่ที่สุดจากความผิดพลาดของนักบินคือลูกเรืออาจจะหมดออกซิเจนก่อนที่ยาน CSM จะไปถึงพวกเขา

ยาน LESS จะติดตั้งไฟกระพริบและสัญญาณวิทยุ VHF เพื่อช่วยให้การติดตามจากยาน CSM ง่ายขึ้น เมื่อถึงจุดนัดพบ นักบินของยาน CSM จะเชื่อมต่อกับยาน LESS โดยใช้หัวต่อเชื่อมต่อแบบเดียวกับที่ใช้เชื่อมต่อกับยาน LM และอุปกรณ์พิเศษที่ด้านหน้าของยาน LESS การดำเนินการนี้ต้องอาศัยทักษะการบินที่สูงจากนักบิน เนื่องจากหากใช้ไอพ่น RCS ที่หันไปข้างหน้า อาจเป็นอันตรายร้ายแรงต่อนักบินอวกาศบนยาน LESS หากก๊าซไอเสียร้อนพุ่งเข้าใส่พวกเขา

เมื่อยาน CSM เทียบท่าแล้ว นักบินของยาน CSM จะลดความดันภายในยาน Command Module และเปิดประตูสู่ห้วงอวกาศ เพื่อให้นักบินอวกาศบนยาน LESS สามารถใช้ที่จับภายนอกบนยาน Command Module คลานไปยังประตูและปีนเข้าไปข้างในได้ จากนั้นลูกเรือจะแยกยาน CSM ออกจากยาน LESS และปล่อยทิ้งไว้ในวงโคจรของดวงจันทร์เมื่อพวกเขากลับมายังโลก

ในยาน LESS ไม่มีมวลหรือพลังงานเพียงพอที่จะใช้หน่วยวัดความเฉื่อย (Inertial Measurement Unit)ในการวัดความเร่งและบอกนักบินอวกาศว่าพวกเขาอยู่ที่ไหน กำลังไปที่ไหน หรือจะไปถึงที่หมายด้วยความเร็วเท่าใด หรือแม้แต่ใช้เครื่องวัดความสูงด้วยเรดาร์เพื่อแสดงระดับความสูงเหนือพื้นผิวดวงจันทร์

ในห้วงอวกาศอันไกลโพ้น การนำทางด้วยวิธีนี้จะยากลำบาก แต่เนื่องจากนักบินอวกาศอยู่ใกล้พื้นผิวดวงจันทร์ จึงมีทางเลือกอื่น แผนการส่วนใหญ่กำหนดให้นักบินอวกาศใช้จุดสังเกตบนพื้นผิวดวงจันทร์เพื่อควบคุมทิศทาง ในขณะที่โปรแกรมควบคุมมุมเงยจะดูแลเรื่องระดับความสูงและความเร็ว โดยการรักษาตำแหน่งของจุดสังเกตให้ถูกต้องสัมพันธ์กับระบบ LESS พวกเขาจะรู้ว่ากำลังอยู่ในเส้นทางที่ถูกต้อง บางแบบมีการออกแบบให้มีหน้าจอแสดงค่ามุมสัมพันธ์กับจุดสังเกตบนดวงจันทร์อยู่ด้านหน้าของนักบิน

ระบบควบคุมทิศทางของเครื่องบิน LESS มีความหลากหลายอย่างมากในแต่ละแบบ บางแบบใช้เครื่องยนต์หลักในการควบคุมทิศทางโดยการหมุนหัวฉีดเครื่องยนต์เพื่อเปลี่ยนทิศทางของแรงขับ บางแบบมีเครื่องยนต์หลายเครื่องและสามารถใช้การปรับแรงขับสัมพัทธ์หรืออัตราการปล่อยแรงขับเพื่อปรับแรงขับจากเครื่องยนต์ต่างๆ และควบคุมทิศทางด้วยวิธีนั้น บางแบบใช้เครื่องยนต์ขับดัน RCS แบบใช้ก๊าซเย็น โดยปล่อยก๊าซแรงดันสูง (โดยทั่วไปคือไนโตรเจน) ออกจากหัวฉีดเพื่อให้แรงขับเล็กน้อยโดยไม่ทำให้ลูกเรือตกอยู่ในอันตรายจากก๊าซร้อนจากเครื่องยนต์จรวด ส่วนใหญ่มีคันบังคับแบบง่ายๆ สำหรับนักบิน ซึ่งจะปรับทิศทางโดยอัตโนมัติตามการป้อนข้อมูลของนักบิน

แบบที่ง่ายที่สุดนั้นไม่มีระบบควบคุมทิศทางเลย นักบินจะยืนในระหว่างการบิน และเพียงแค่เอนตัวไปข้างหลัง ข้างหน้า หรือไปด้านข้าง เพื่อเคลื่อนจุดศูนย์ถ่วงสัมพันธ์กับจุดศูนย์กลางแรงขับของเครื่องยนต์ที่ติดตั้งอยู่กับที่ ผลที่ได้คือ แรงขับที่เบี่ยงเบนไปจะทำให้ LESS หมุนจนกว่านักบินอวกาศจะกลับสู่ตำแหน่งที่เป็นกลางและจุดศูนย์ถ่วงกลับมาอยู่ในแนวเดียวกับแรงขับของเครื่องยนต์อีกครั้ง ในที่สุดแล้ว วิธีนี้ก็ถูกมองว่าไม่เหมาะสมเท่ากับการควบคุมด้วยฮาร์ดแวร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเพราะมันจำกัดระดับแรงขับและแรงเฉื่อยของยานอย่างมาก

แม้ว่า LESS จะถูกออกแบบมาเพื่อเป็น "เรือช่วยชีวิต" สำหรับลูกเรือยานลงจอดบนดวงจันทร์ (LM) เป็นหลัก แต่จรวดแบบง่ายๆ ที่สามารถบรรทุกนักบินอวกาศได้สองคนก็จะมีประโยชน์ในด้านอื่นๆ ด้วยเช่น กัน ยาน สำรวจดวงจันทร์ (Lunar Roving Vehicle)ช่วยให้นักบินอวกาศเดินทางได้อย่างรวดเร็วในระยะทางไม่กี่ไมล์ แต่ LESS รุ่นปรับปรุงแล้วจะช่วยให้เดินทางได้อย่างรวดเร็วในระยะทางที่ไกลกว่ามากด้วยแรงขับดันของจรวด

ด้วยการเพิ่มขาคงที่ เพิ่มความแข็งแรงของโครงสร้างเพื่อรองรับแรงกระแทกจากการลงจอด รองรับการควบคุมกำลังเครื่องยนต์ หรือการใช้กลุ่มเครื่องยนต์ RCS ที่สามารถกระตุ้นได้ และการเพิ่มรีเลย์วิทยุระยะไกล การออกแบบ LESS สามารถขยายไปสู่การเป็นยานบินระยะไกล (LRF) ได้ ด้วยเชื้อเพลิงประมาณ 1600 ปอนด์จากยานลงจอดบนดวงจันทร์ (LM) นักบินอวกาศสามารถเดินทางได้ไกลถึง 40-60 ไมล์ทะเลจาก LM เพื่อสำรวจพื้นที่กว้างขึ้นรอบๆ จุดลงจอด ตัวอย่างเช่น จะช่วยให้สามารถเดินทางสำรวจไปยังจุดลงจอดในอนาคตได้ และ LRF ยังสามารถใช้สำหรับการบินในวงโคจรเพื่อนำลูกเรือกลับไปยังยานแม่ (CSM) ในกรณีฉุกเฉินได้อีกด้วย

นอกจากนี้ยังมีการศึกษาเกี่ยวกับหน่วยบินดวงจันทร์ (LFU) บริษัท Bell Aerosystems และ North American Rockwell (NAR) ต่างได้รับสัญญาจาก NASA ในปี 1969 LFU ของ Bell มีนักบินยืน ส่วน LFU ของ NAR มีที่นั่งสำหรับนักบิน^{[ 2 ]} North American เรียกมันว่ายานบินดวงจันทร์ (Lunar Flying Vehicle) โดยมีมวลรวม 618 กิโลกรัม^{[ 3 ]}

• Bell Pogoคือต้นแบบยานบินบนดวงจันทร์ ซึ่งแตกต่างจากยานบินระยะไกล/หน่วยบินบนดวงจันทร์
• MOOSE – ระบบช่วยเหลือฉุกเฉินเพื่อนำนักบินอวกาศกลับจากวงโคจรโลก
• พาราโคน – ยานลงจอดกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศโลกรูปทรงกรวยเป่าลม
• ชุดป้องกันส่วนบุคคล – ชุดอวกาศทรงกลมเป่าลม

• โจ โอ. มาเซนาวเออร์, รายงานสรุปการศึกษาความเป็นไปได้ของระบบหลบหนีจากดวงจันทร์ (LESS) , มิถุนายน 1970
• JO Mazenauer, การศึกษาความเป็นไปได้ของระบบหลบหนีจากดวงจันทร์ (LESS) — รายงานทางเทคนิคฉบับสุดท้าย , North American Rockwell, กันยายน 1970, 597 หน้า
• จอร์จ เจ. เฮิร์ต จูเนียร์, เดวิด บี. มิดเดิลตัน และ มาริออน เอ. ไวส์การพัฒนาระบบจำลองเพื่อศึกษาเกี่ยวกับระบบหลบหนีจากดวงจันทร์แบบง่ายเมษายน 1971
• George J. Hurt Jr และ David B. Middleton, การตรวจสอบยานน้ำหนักเบาสำหรับหลบหนีจากวงโคจรดวงจันทร์ด้วยระบบควบคุมทิศทางแบบสัมผัสและระบบนำทางด้วยมือแบบง่าย โดยใช้เครื่องจำลองฐานคงที่ , มิถุนายน 2514
• เดวิด บี. มิดเดิลตัน และ จอร์จ เจ. เฮิร์ต จูเนียร์, การศึกษาจำลองสถานการณ์การหลบหนีฉุกเฉินจากดวงจันทร์เพื่อกลับเข้าสู่วงโคจรโดยใช้เทคนิคการควบคุมและการนำทางด้วยตนเองแบบง่ายหลายวิธี , ตุลาคม 1971

• ก้าวพลาด - LESS: ระบบหลบหนีจากดวงจันทร์
• การจำลองการทำงานของ LESS บน YouTube