アポロ司令船・機械船(CSM )は、1969年から1972年にかけて12人の宇宙飛行士を月面に着陸させたアポロ計画で使用された、アメリカ合衆国のアポロ宇宙船の2つの主要構成要素のうちの1つでした。CSMは母船として機能し、3人の宇宙飛行士と2番目のアポロ宇宙船であるアポロ月着陸船を月周回軌道まで運び、宇宙飛行士を地球に帰還させました。CSMは2つの部分から構成されていました。1つは円錐形の司令船で、乗組員を収容し、大気圏再突入と着水に必要な機器を搭載していました。もう1つは円筒形の機械船で、ミッション中に必要な推進力、電力、および各種消耗品の保管場所を提供していました。2つのモジュール間では、アンビリカルケーブルで電力と消耗品がやり取りされていました。帰還時の司令船の再突入直前にアンビリカルケーブルが切断され、機械船は切り離されて大気圏で燃え尽きました。
CSMは、1961年11月からノースアメリカン・アビエーション社によってNASA向けに開発・製造されました。当初は、着陸ロケットのステージに搭載して月面に着陸し、3人の宇宙飛行士全員を直接上昇ミッションで帰還させるように設計されていました。このミッションでは、月着陸船は使用されず、他の宇宙船とのドッキング機能もありませんでした。この点に加え、その他の必要な設計変更により、CSMは2つのバージョンで設計されることになりました。ブロックIは無人ミッションと1回の有人地球周回飛行(アポロ1号)に使用される予定で、より高度なブロックIIは月着陸船と併用するように設計されました。アポロ1号の飛行は、打ち上げリハーサル中に船内火災が発生し、乗組員が死亡、司令船が破壊されたため中止されました。火災の原因となった問題の修正はブロックII宇宙船に適用され、これがすべての有人宇宙飛行に使用されました。
19機の司令船・機械船(CSM)が宇宙に打ち上げられた。そのうち9機は1968年から1972年の間に人類を月へ送り届け、さらに2機はアポロ計画の一環として低軌道で有人試験飛行を行った。これ以前には、4機のCSMが無人アポロ試験飛行を行い、そのうち2機は準軌道飛行、残りの2機は軌道飛行であった。アポロ計画終了後の1973年から1974年にかけて、3機のCSMが宇宙飛行士を軌道上のスカイラブ宇宙ステーションへ輸送した。そして1975年、最後に飛行したCSMが、国際的なアポロ・ソユーズテスト計画の一環として、ソ連の宇宙船ソユーズ19号とドッキングした。
先進的な有人宇宙船の構想は、月面着陸目標が発表される前から始まっていた。3人乗りのこの宇宙船は、主に地球周回軌道での使用を想定していた。乗員が数週間滞在し作業を行う大型の加圧補助軌道モジュールを備えていた。乗員はモジュール内で宇宙ステーションのような活動を行い、後のバージョンではモジュールを使って宇宙ステーションに貨物を運ぶ予定だった。この宇宙船は、サターンVロケット1基で打ち上げられる折りたたみ式回転宇宙ステーションであるオリンパス計画(LORL)の整備に使われる予定だった。後のバージョンでは月周回飛行に使用され、直接上昇月探査機の基礎となり、惑星間ミッションにも使用される予定だった。1960年後半、NASAは米国の産業界にこの宇宙船の設計案を提案するよう呼びかけた。1961年5月25日、ジョン・F・ケネディ大統領は1970年までに月面着陸するという目標を発表し、NASAのオリンパスステーション計画はたちまち時代遅れとなった。[ 2 ] [ 3 ]
1961年11月28日にNASAがノースアメリカン・アビエーションに最初のアポロ契約を授与した時点では、月面着陸は月周回軌道ランデブーではなく直接上昇によって達成されると想定されていた。[ 4 ]そのため、設計は司令船を月着陸船(LEM)にドッキングさせる手段なしで進められた。しかし、月周回軌道ランデブーへの変更と、いくつかのサブシステム(環境制御など)で遭遇したいくつかの技術的な障害により、大幅な再設計が必要になることがすぐに明らかになった。1963年、NASAは計画を順調に進めるための最も効率的な方法は、2つのバージョンで開発を進めることだと判断した。[ 5 ]
1964 年 1 月までに、ノース アメリカン社はブロック II の設計の詳細を NASA に提示し始めた。[ 6 ] ブロック I 宇宙船は、無人サターン 1B およびサターン V 試験飛行すべてに使用された。当初は 2 回の有人飛行が計画されていたが、1966 年後半に 1 回に減らされた。AS-204 と指定されていたが、飛行クルーによってアポロ 1 号と名付けられたこのミッションは、1967 年 2 月 21 日に打ち上げられる予定だった。1 月 27 日の打ち上げのリハーサル中に、3 人の宇宙飛行士 (ガス グリソム、エド ホワイト、ロジャー チャフィー) 全員が船室火災で死亡した。この事故により、ブロック I の設計、製造、保守に重大な欠陥があることが明らかになり、その多くは当時製造されていたブロック II の司令船にも引き継がれていた。
アポロ204号審査委員会による徹底的な調査の結果、有人飛行計画であるブロックIフェーズを中止し、審査委員会の勧告を取り入れたブロックIIを再定義することが決定されました。ブロックIIでは、無人飛行のアポロ4号とアポロ6号でテストされた改良型司令船耐熱シールド設計が採用され、最初の完全なブロックII宇宙船は、最初の有人ミッションであるアポロ7号で飛行しました。
2つのブロックは全体的な寸法は基本的に同じでしたが、いくつかの設計改良によりブロックIIでは重量が軽減されました。また、ブロックIのサービスモジュールの推進剤タンクはブロックIIよりもわずかに大きくなっていました。アポロ1号宇宙船の重量は約45,000ポンド(20,000kg )でしたが、ブロックIIのアポロ7号は36,400ポンド(16,500kg )でした。(これら2つの地球周回宇宙船は、後に月に行った宇宙船よりも軽量でした。これは、推進剤を1組のタンクにしか搭載しておらず、高利得Sバンドアンテナを搭載していなかったためです。)以下の仕様では、特に断りのない限り、すべての重量はブロックII宇宙船のものです。
CSMの開発と製造にかかる総費用は、NASA New Startインフレ指数[ 8 ]を使用して名目総額37億ドル[ 7 ]から調整され、2016年ドルで369億ドルでした。
司令船は、底面の直径が12フィート 10インチ (3.91 m) 、ドッキング プローブと皿状の後部耐熱シールドを含めて高さが11フィート 5インチ (3.48 m)の円錐台 ( frustum ) であった。前部区画には、2 基の姿勢制御システムスラスタ、ドッキング トンネル、および地球着陸システムが含まれていた。内部圧力容器には、乗員居住区、機器ベイ、制御装置および表示装置、および多くの宇宙船システムが格納されていた。後部区画には、10 基の姿勢制御エンジンとその関連推進剤タンク、淡水タンク、および CSM 用アンビリカル ケーブルが含まれていた。[ 9 ]
司令船はカリフォルニア州ダウニーにあるノースアメリカンの工場で製造され、[ 10 ] [ 11 ]内側構造(圧力シェル)と外側構造という2つの基本構造が結合して構成されていた。
内部構造は、溶接されたアルミニウム製内板、接着剤で接合されたアルミニウム製ハニカムコア、および外側表面板からなるアルミニウムサンドイッチ構造であった。ハニカムの厚さは、基部で約1.5インチ(3.8cm ) 、前方アクセス通路で約0.25インチ(0.64cm )と変化していた。この内部構造は、加圧された乗員室であった。
外側の構造は、ステンレス鋼のろう付けハニカム構造を鋼合金の表面板の間にろう付けしたもので、厚さは0.5インチから2.5インチまで変化した。内側と外側のシェルの間の領域の一部には、追加の断熱材としてグラスファイバー断熱材の層が充填されていた。 [ 12 ]

司令船の外側にはアブレーション式の耐熱シールドが取り付けられており、再突入時の熱からカプセルを保護していました。この熱はほとんどの金属を溶かすほどの高温です。この耐熱シールドはフェノールホルムアルデヒド樹脂でできており、再突入時に炭化して溶け、その過程で強烈な熱を吸収・除去しました。耐熱シールドは、細孔シール、防湿層(白色の反射コーティング)、アルミホイルのような銀色のマイラー製熱コーティングなど、複数の外装材で構成されています。
耐熱シールドの厚さは、後部(再突入時に前方を向いていたカプセルの底部)では2インチ(5.1cm ) 、乗員室と前部では0.5インチ(1.3cm )と変化していた。シールドの総重量は約3,000ポンド(1,400kg)であった。[ 12 ]
高さ1フィート11インチ(0.58メートル)の前部区画は、カプセルの先端にある内側圧力シェル外側の領域で、前方ドッキングトンネル周辺に位置し、前方耐熱シールドで覆われていた。この区画は90度の4つのセグメントに分割され、地球着陸装置(すべてのパラシュート、回収用アンテナとビーコンライト、海上回収用スリング)、2基の姿勢制御スラスタ、および前方耐熱シールド解除機構が収容されていた。
再突入時の高度約25,000フィート(7,600メートル)で、地球着陸装置を露出させ、パラシュートを展開できるようにするために、前方の耐熱シールドが投棄された。[ 12 ]
高さ1フィート8インチ(0.51メートル)の後部区画は、司令船の最も広い部分の周囲、後部耐熱シールドのすぐ前(上)に位置していた。この区画は24のベイに分かれており、10基の姿勢制御エンジン、司令船姿勢制御サブシステム用の燃料タンク、酸化剤タンク、ヘリウムタンク、水タンク、衝撃減衰システムの圧縮可能なリブ、および多数の計器類が収容されていた。配線と配管が一方のモジュールから他方のモジュールへと伸びるCM-SMアンビリカルも後部区画にあった。後部区画を覆う耐熱シールドのパネルは、飛行前に機器のメンテナンスを行うために取り外し可能であった。[ 12 ]


ELSの構成要素は、前方ドッキングトンネルの周囲に配置されていた。前方区画は隔壁によって中央区画から分離され、90度の4つの区画に分割されていた。ELSは、2つのドラッグシュートとモルタル、3つのメインパラシュート、メインパラシュートを展開するための3つのパイロットパラシュート、必要に応じてカプセルを直立させるための3つのインフレーションバッグ、海上回収ケーブル、染料マーカー、およびスイマー用アンビリカルケーブルで構成されていた。
司令船の重心は圧力中心(対称軸に沿って)から約 1 フィートほどずれていました。これにより、再突入時に回転モーメントが発生し、カプセルが傾き、ある程度の揚力(揚抗比は約 0.368)が得られました。[ 13 ]その後、スラスタを使用してカプセルを回転させることで操縦されました。操縦が必要ないときは、カプセルはゆっくりと回転し、揚力効果は相殺されました。このシステムにより、宇宙飛行士が受けるG力が大幅に軽減され、ある程度の方向制御が可能になり、カプセルの着水地点を数マイル以内の精度で目標とすることができました。
高度24,000 フィート (7,300 m)で、加圧ガス圧縮スプリング 4 個を使用して前方耐熱シールドが投棄されました。次にドラッグ パラシュートが展開され、宇宙船は時速 125 マイル (時速 201 キロメートル)まで減速されました。高度10,700 フィート (3,300 m)でドラッグ パラシュートが投棄され、メイン パラシュートを引き出すパイロット パラシュートが展開されました。これにより、CM は着水のために時速 22 マイル (時速 35 キロメートル)まで減速されました。カプセルの最初に水面に接触する部分には、衝撃の力をさらに軽減するために、4 本の圧縮可能なリブが含まれていました。司令船は、パラシュート 2 個だけ展開して安全に海上に着水することができ (アポロ 15 号で実際に起こったように)、3 つ目のパラシュートは安全対策でした。
司令船の姿勢制御システムは、推力93ポンド(410N )の姿勢制御スラスタ12基で構成されており、そのうち10基は後部区画に、2基は前部区画に配置されていた。これらのスラスタには、モノメチルヒドラジン燃料と四酸化二窒素酸化剤をそれぞれ270ポンド(120kg )貯蔵する4つのタンクから燃料が供給され、2つのタンクに4,150ポンド/平方インチ(28.6MPa )で貯蔵された1.1ポンド(0.50kg)のヘリウムによって加圧されていた。
前方ドッキングハッチはドッキングトンネルの上部に設置されていた。直径76cm 、重量36kgで、2つの機械加工されたリングをろう付けされたハニカムパネルに溶接して構成されていた。外側は13mmの断熱材とアルミホイルで覆われていた。ハッチは6箇所でラッチされ、ポンプハンドルで操作された。ハッチの中央にはバルブがあり、トンネルとCM間の圧力を均等化してハッチを取り外せるようにするために使用された。
統合型乗員ハッチ(UCH)は、高さ74cm、幅86cm、重量102kgであった。ポンプハンドルを操作することで、ラチェット機構が作動し、15個のラッチが同時に開閉する仕組みになっていた。
アポロ計画では、月面着陸船(LM)が月面からの帰還時に司令船機械(CSM)とドッキングする必要があり、また月遷移軌道の開始時にも、転位、ドッキング、および引き抜き操作が必要でした。ドッキング機構は非両性具有的なシステムで、CSMの先端にあるプローブと、月着陸船にある円錐台状のドローグで構成されていました。プローブは、最初の接触時にハサミのように伸びてドローグを捕捉し、これをソフトドッキングと呼びます。その後、プローブは引き戻されて機体を近づけ、しっかりとした接続を確立し、これをハードドッキングと呼びます。NASAはこの機構に以下の機能を持たせるよう規定しました。
CSM内に設置されたプローブヘッドは、プローブピストンにジンバルマウントされ、自己センタリング機能を備えていた。プローブヘッドがドローグソケットの開口部に係合すると、3つのバネ式ラッチが押し下げられ、係合した。これらのラッチにより、いわゆる「ソフトドック」状態が実現し、2機の機体のピッチおよびヨーの動きが収まった。ハードドックプロセス中に機体が過度に動くと、ドッキングリングが損傷し、上部トンネルにストレスがかかる可能性がある。各ラッチの押し下げられたロックトリガーリンクにより、バネ式スプールが前方に移動し、トグルリンク機構がオーバーセンターロック位置に維持された。月着陸船トンネルの上端では、厚さ1インチのアルミニウムハニカムコアで構成され、前面と背面がアルミニウムフェースシートに接着されたドローグが、プローブヘッドの捕捉ラッチの受け側となっていた。
機体の初期捕捉と安定化後、プローブは1,000ポンド(4.4 kN)の閉鎖力を発生させて機体を接近させることができた。この力は、プローブシリンダー内の中央ピストンに作用するガス圧によって発生した。ピストンの後退によりプローブとインターフェースシールが圧縮され、CSMドッキングリングの内面周囲に放射状に配置された12個の自動リングラッチが作動した。ラッチは、ハードドッキングイベント(月面ミッションでは2回のドッキングが必要)の後、宇宙飛行士によってドッキングトンネル内で手動で再コッキングされた。
プローブシリンダー本体に取り付けられた自動伸長ラッチがプローブ中央ピストンを係合させ、格納位置に保持した。月周回軌道上での機体分離前に、12個のリングラッチの手動コッキングが行われた。トンネル領域の内部圧力による分離力が、リングラッチからプローブとドローグに伝達された。ドッキング解除時には、中央ピストンに配置されたタンデムマウントDCロータリーソレノイドを電気的に通電することで、キャプチャラッチの解放が行われた。温度低下状態では、プローブヘッドの開口部からロックスプールを押し下げることで月着陸船内でシングルモーター解放操作が手動で行われ、CSMからの解放はプローブ後部の解放ハンドルを回転させてモータートルクシャフトを手動で回転させることで行われた。[ 14 ] 司令船と月着陸船が最後に分離したとき、プローブと前方ドッキングリングは火工品で分離され、すべてのドッキング機器が月着陸船に取り付けられたままになった。地球からの打ち上げ中に中止が発生した場合、同じシステムが、司令船がブースト保護カバーから分離する際に、ドッキングリングとプローブを爆発的に投棄することになっていた。


司令船の中央圧力容器は、唯一の居住区画であった。内部容積は210立方フィート(5.9立方メートル)で、主制御盤、乗員座席、誘導・航法システム、食料・装備ロッカー、廃棄物処理システム、ドッキングトンネルなどが収容されていた。
客室前方部を圧倒していたのは、幅約7フィート(2.1メートル) 、高さ約3フィート(0.91メートル)の三日月型のメインディスプレイパネルだった。これは3つのパネルに分かれており、それぞれが各乗務員の任務を強調していた。
メインパネルの両側には、小型の制御パネルが配置されていた。左側には、回路ブレーカーパネル、オーディオ制御パネル、SCS電源制御パネルがあった。右側には、追加の回路ブレーカーと冗長オーディオ制御パネル、および環境制御スイッチがあった。コマンドモジュールパネルには、合計で24個の計器、566個のスイッチ、40個のイベントインジケータ、および71個のランプが搭載されていた。
3つの乗員用ソファは中空の鋼管で作られ、アーマロンと呼ばれる厚手の耐火布で覆われていた。外側の2つのソファの脚部は様々な位置に折り畳むことができ、中央のソファの腰部は取り外して後部隔壁に置くことができた。左側のソファの肘掛けには、回転用と並進用のハンドコントローラーがそれぞれ1つずつ設置されていた。並進コントローラーは、月着陸船(LM)との転位、ドッキング、および引き抜き操作を行う乗員(通常は司令船パイロット)が使用した。中央と右側のソファには、回転コントローラーがそれぞれ1つずつ設置されていた。ソファは、水面への着陸時、または緊急着陸時の陸上への着陸時の衝撃を緩和するように設計された8本の衝撃吸収支柱で支えられていた。
隣接するキャビン空間は、6つの機器収納スペースに分けられていた。
CMには5つの窓があった。左右のソファの横にある2つのサイドウィンドウは9インチ(23cm )四方だった。前方を向いた2つの三角形のランデブーウィンドウは8×9インチ(20×23cm )で、 LMとのランデブーとドッキングを補助するために使用された。円形のハッチウィンドウは直径9インチ(23cm )で、中央のソファの真上に位置していた。各ウィンドウアセンブリは3枚の厚いガラス板で構成されていた。内側の2枚のガラス板はアルミノケイ酸塩製で、モジュールの圧力容器の一部を構成していた。溶融石英製の外側のガラス板は、デブリシールドと耐熱シールドの両方の役割を果たしていた。各ガラス板の内面には反射防止コーティングと青赤色の反射コーティングが施されていた。

サービスモジュールは、直径12フィート10インチ(3.91m )、長さ14フィート10インチ(4.52m )の非加圧円筒形構造物であった。サービス推進エンジンのノズルとヒートシールドにより、全体の高さは24フィート7インチ(7.49m )に増加した。内部は、直径44インチ(1.1m )の中央トンネルセクションを6つの扇形セクターが囲むシンプルな構造であった。セクターの上部には前方隔壁とフェアリングがあり、6本の放射状ビームで区切られ、外側は4枚のハニカムパネルで覆われ、後方隔壁とエンジンヒートシールドで支えられていた。セクターはすべて60°の等しい角度ではなく、必要なサイズに応じて異なっていた。
前方フェアリングは長さ1フィート11インチ(58cm )で、リアクションコントロールシステム(RCS)コンピュータ、電力分配ブロック、ECSコントローラ、分離コントローラ、高利得アンテナのコンポーネントを収容し、8つのEPSラジエーターと、 CMへの主要な電気および配管接続を含むアンビリカル接続アームを備えていた。フェアリングの外部には、格納式の前方スポットライト、コマンドモジュールのパイロットがSIMフィルムを回収するのを補助するEVA投光器、およびLMとのランデブーのための航行補助として54海里(100km )先から視認できる点滅ランデブービーコンが備えられていた。
SMは3本の張力タイと6つの圧縮パッドを使用してCMに接続されていました。張力タイはCMの後部耐熱シールドにボルトで固定されたステンレス鋼製のストラップでした。SMは地球大気圏への再突入直前に切り離されるまで、ミッションのほとんどの間、司令船に接続されたままでした。切り離し時には、火工品で作動するギロチンアセンブリを使用してCMとのアンビリカル接続が切断されました。切り離し後、RCS燃料または燃料電池の電力が枯渇するまで、SMの後部移動スラスタが自動的に連続噴射してCMから距離を取りました。ロールスラスタも5秒間噴射され、SMがCMとは異なる軌道を描き、再突入時に速やかに分解するようにしました。


サービス推進システム(SPS )エンジンは、当初、直接上昇ミッションモードで司令船機械(CSM)を月面から離陸させるために設計された。 [ 20 ]選ばれたエンジンはAJ10-137で、[ 21 ]燃料としてエアロジン50、酸化剤として四酸化二窒素(N2O4 )を使用して20,500 lbf(91 kN)の推力を発生させた。 [ 22 ] 1962年4月にエアロジェット・ジェネラル社がエンジンの開発を開始する契約が締結され、その結果、同年7月に正式に選択された月周回ランデブー(LOR)ミッションモードを達成するために必要な推力の2倍の推力レベルが得られた。 [ 23 ]このエンジンは実際には、地球と月の間の中間軌道修正や、宇宙船を月周回軌道に投入したり、月周回軌道から離脱させたりするために使用された。また、地球周回飛行における軌道離脱噴射を行うための逆噴射ロケットとしても機能した。
推進剤は、直径40インチ(1.0m )の球形タンク2個に搭載された、39.2立方フィート(1.11m3 )のヘリウムガス(3,600ポンド/平方インチ(25MPa ))によってエンジンに加圧供給された。 [ 24 ]
排気ノズルは長さ152.82インチ(3.882メートル) 、基部の幅98.48インチ(2.501メートル)であった。SPS噴射中、推力ベクトルが宇宙船の重心と一致するように、2つのジンバルに取り付けられていた。燃焼室と加圧タンクは中央のトンネル内に収容されていた。

4基のリアクションコントロールシステム(RCS)スラスタからなる4つのクラスター(「クワッド」として知られる)が、90°ごとにSMの上部セクションの周囲に設置された。16基のスラスタ配置により、宇宙船の3軸すべてにおいて回転と並進の制御が可能になった。各R-4Dスラスタは長さ12インチ(30cm )、直径6インチ(15cm )で、 100ポンド力(440N )の推力を発生し、燃料としてヘリウム供給式モノメチルヒドラジン(MMH)、酸化剤として四酸化二窒素(NTO)を使用した。 [ 25 ]各クワッドアセンブリは2.2フィート×2.7フィート(0.67m×0.82m )で、 8フィート×2.75フィート(2.44m×0.84m )のスキンパネルの内側に独自の燃料、酸化剤、ヘリウムタンクが取り付けられていた。主燃料(MMH)タンクには69.1ポンド(31.3 kg)、副燃料タンクには45.2ポンド(20.5 kg)、主酸化剤タンクには137.0ポンド(62.1 kg)、副酸化剤タンクには89.2ポンド(40.5 kg)の燃料が充填されていた。推進剤タンクは、1.35ポンド(0.61 kg)の液体ヘリウムを含む単一のタンクから加圧された。[ 26 ]逆流は一連の逆止弁によって防止され、逆流と空隙要件は、燃料と酸化剤をテフロン製ブラダーに封入し、推進剤をヘリウム加圧剤から分離することによって解決された。[ 26 ]
4 つの完全に独立した RCS クラスターは冗長性を提供し、完全な姿勢制御を可能にするには、隣接する 2 つの機能ユニットのみが必要でした。[ 26 ]
月着陸船は、RCS(レーダー反射断面積)のために、同様の4基のR-4Dスラスタエンジンの配置を採用した。

電力は、高さ44インチ(1.1m )、直径22インチ(0.56m ) 、重量245ポンド(111kg )の燃料電池3基によって生成された。これらの燃料電池は水素と酸素を反応させて電力を生成し、副産物として飲料水も生成した。燃料電池には、それぞれ29ポンド( 13kg )の液体水素を貯蔵する直径31.75インチ(0.806m )の半球円筒形タンク2基と、それぞれ326ポンド(148kg )の液体酸素を貯蔵する直径26インチ(0.66m )の球形タンク2基(液体酸素は環境制御システムにも供給された)から燃料が供給された。
アポロ13号の飛行中、EPS(緊急操舵システム)は酸素タンクの1つが爆発的に破裂したことで機能停止に陥り、その衝撃で2つ目のタンクにも穴が開き、酸素がすべて失われました。この事故後、タンク容量が50%未満で稼働することを防ぐため、3つ目の酸素タンクが追加されました。これにより、故障の一因となっていたタンク内部の攪拌ファン装置を撤去することが可能になりました。
また、アポロ14号以降、緊急時用に400Ahの補助バッテリーが船体機械(SM)に搭載された。アポロ13号は爆発後数時間で帰還用バッテリーを大量に消費しており、この新しいバッテリーは司令船(CM)を5~10時間以上稼働させることはできないものの、3つの燃料電池すべてが一時的に機能しなくなった場合に時間を稼ぐことができる。実際、アポロ12号は打ち上げ中に2度落雷に見舞われ、そのような事態が発生した。
キャビン内の雰囲気は、電力システムの燃料電池に供給するのと同じ液体酸素タンクからの純酸素で、1平方インチあたり5ポンド(34 kPa)に維持された。燃料電池から供給される飲料水は、飲料と調理用に貯蔵された。冷却剤として水とエチレングリコールの混合物を使用する熱制御システムは、CMキャビンと電子機器からの廃熱を、外壁の下部に設置された2つの30平方フィート(2.8 m 2 )のラジエーターを介して宇宙空間に放出した。1つはセクター2と3を、もう1つはセクター5と6を覆っていた。[ 27 ]
CSMとLM間の短距離通信には、SMのECSラジエーター直上に設置された2本のVHFシミターアンテナが使用された。これらのアンテナは当初、ブロックI司令船に設置されており、打ち上げ中止後にカプセルを安定させるための空力ストレーキとしても機能していた。この機能が不要と判断されたため、アンテナはブロックIIサービスモジュールに移設された。
地球との長距離通信用の、方向制御可能な統合型Sバンド高利得アンテナが後部隔壁に取り付けられた。これは、11インチ(0.28m )四方の反射鏡を囲むように、直径31インチ( 0.79m )の反射鏡が4枚配置されたアレイであった。打ち上げ時には、宇宙船と月着陸船アダプター(SLA)内に収まるように、メインエンジンと平行に折り畳まれていた。司令船・機械船(CSM)がSLAから分離した後、SMに対して直角に展開された。
CSMの姿勢によって高利得アンテナが地球に向けられない場合、CMに搭載された4つの全方向性Sバンドアンテナが使用された。これらのアンテナはSMの切り離しと着陸の間にも使用された。[ 28 ]

低軌道ミッション(アポロ1号(計画)、アポロ7号、スカイラブ2号、スカイラブ3号、スカイラブ4号、アポロ・ソユーズ)の打ち上げに使用されたサターンIBロケットのペイロード能力では、燃料満載のCSMの66,900ポンド(30,300kg )の質量を扱うことができませんでした。しかし、これらのミッションの宇宙船のデルタV要件は月ミッションのそれよりもはるかに小さかったため、これは問題になりませんでした。したがって、SPSサンプタンクのみを満タンにして貯蔵タンクを空にすることで、SPS推進剤のフルロードの半分以下で打ち上げることができました。サターンIBで軌道に打ち上げられたCSMの重量は、 32,558ポンド(14,768kg )(アポロ・ソユーズ)から46,000ポンド(21,000kg )(スカイラブ4)まででした。
地球周回軌道ミッション中の地上通信には全方向アンテナで十分だったため、SM(衛星)に搭載されていた高利得Sバンドアンテナは、アポロ1号、アポロ7号、および3回のスカイラブ飛行では省略された。しかし、静止軌道上のATS-6衛星(現在のTDRSSシステムの実験的な前身)を介した通信のために、アポロ・ソユーズ計画で再び搭載された。
スカイラブとアポロ・ソユーズ計画では、燃料と酸化剤の貯蔵タンク(部分的に燃料が入ったサンプタンクは残す)と2つのヘリウム加圧タンクのうち1つを取り外すことで、さらに乾燥重量を削減した。[ 29 ] これにより、SPSが故障した場合に備えて、軌道離脱燃焼のバックアップとして使用できるRCS推進剤を追加することが可能になった。[ 30 ]
スカイラブ計画で使用される宇宙船は、ミッション期間の大半において無人となるため、電力システムへの負荷は低く抑えられ、そのため3基の燃料電池のうち1基が削除された。また、長期間軌道上に滞在する司令船の温度をパッシブ制御するため、司令船の一部が白色に塗装された。
司令船は、後部機器ベイに補助座席を追加することで、追加の宇宙飛行士を乗客として乗せるように改造することができた。CM-119はスカイラブ救助車両として2つの補助座席が装備されていたが、実際には使用されなかった。[ 31 ]


アポロ司令船 – CM-011。1966年8月26日の無人ミッションAS-202で使用されました。
土星ロケットの上部に搭載されている未完成のアポロブロック2司令船CSM-115の上部耐熱シールドのクローズアップ。