Luna este cel mai apropiat corp din spațiu de Pământ, cu o distanță medie de 384, 400 km. Prima sondă care a zburat pe Lună a fost Luna 1 rusă, lansată pe 2 ianuarie 1959. Zece ani și șase luni mai târziu, misiunea Apollo 11 a debarcat Neil Armstrong și Edwin „Buzz” Aldrin pe Marea Liniștirii 20 iulie 1969. Mergând pe Lună este o sarcină care, pentru a parafraza pe John F. Kennedy, necesită cele mai bune energii și abilități.
Pași
Partea 1 din 3: Planificarea călătoriei
Pasul 1. Planificați să mergeți în etape
În ciuda navelor cu rachete all-in-one populare în poveștile de ficțiune științifică, mersul pe Lună este o misiune cel mai bine împărțită în părți separate: realizarea orbitei joase a Pământului, transferul de pe Pământ pe orbita Lunii, aterizarea pe Lună și inversarea treptelor să se întoarcă pe Pământ.
- Unele povești de ficțiune științifică care au descris o abordare mai realistă a mersului pe Lună au făcut ca astronauții să meargă la o stație spațială în orbită unde erau ancorate rachete mai mici care să-i ducă pe Lună și înapoi la stație. Deoarece Statele Unite erau în competiție cu Uniunea Sovietică, această abordare nu a fost adoptată; stațiile spațiale Skylab, Salyut și Stația Spațială Internațională au fost montate toate după ce Proiectul Apollo se încheiase.
- Proiectul Apollo a folosit racheta Saturn V în trei etape. Primul stadiu cel mai de jos a ridicat ansamblul de pe platforma de lansare la o înălțime de 68 de mile, a doua etapă a crescut-o aproape pe orbita Pământului, iar cea de-a treia a împins-o pe orbită și apoi spre lună.
- Proiectul Constelație propus de NASA pentru întoarcerea pe Lună în 2018 constă din două rachete diferite în două etape. Există două modele diferite de rachete în prima etapă: o etapă de ridicare exclusivă a echipajului constând dintr-un singur rapel de cinci segmente, Ares I și o etapă de ridicare a echipajului și a încărcăturii formată din cinci motoare de rachetă sub un rezervor de combustibil extern suplimentat de două amplificatoare de rachete solide cu cinci segmente, Ares V. A doua etapă pentru ambele versiuni folosește un motor cu combustibil unic lichid. Ansamblul de ridicare grea ar transporta capsula orbitală lunară și lander-ul, pe care astronauții l-ar transfera atunci când cele două sisteme de rachete atrag.
Pasul 2. Pachet pentru călătorie
Deoarece luna nu are atmosferă, trebuie să-ți aduci propriul oxigen, astfel încât să ai ceva de respirat cât timp ești acolo, iar când te plimbi pe suprafața lunară trebuie să fii într-un costum spațial pentru a te proteja de căldura aprinsă a ziua lunară de două săptămâni sau frigul amețitor al minții din noaptea lunară la fel de lungă - ca să nu mai vorbim de radiații și micro-meteoroizi prin care lipsa atmosferei expune suprafața.
- De asemenea, va trebui să mâncați ceva. Majoritatea alimentelor folosite de astronauți în misiunile spațiale trebuie să fie liofilizate și concentrate pentru a-și reduce greutatea și apoi să fie reconstituite adăugând apă atunci când sunt consumate. De asemenea, trebuie să fie alimente bogate în proteine pentru a minimiza cantitatea de deșeuri corporale generate după consum. (Cel puțin le puteți spăla cu Tang.)
- Tot ceea ce luați în spațiu cu dvs. adaugă greutate, ceea ce crește cantitatea de combustibil necesară pentru ridicarea acestuia și racheta care îl transportă în spațiu, astfel încât nu veți putea lua prea multe efecte personale în spațiu - și acele roci lunare vor cântări De 6 ori mai mult pe Pământ decât în lună.
Pasul 3. Determinați fereastra de lansare
O fereastră de lansare este intervalul de timp pentru lansarea rachetei de pe Pământ pentru a putea ateriza în zona dorită a lunii într-o perioadă în care ar exista suficientă lumină pentru explorarea zonei de aterizare. Fereastra de lansare a fost definită de fapt în două moduri, ca o fereastră lunară și o fereastră zilnică.
- Fereastra de lansare lunară profită de locul unde se află zona de aterizare planificată în raport cu Pământul și soarele. Deoarece gravitația Pământului forțează Luna să păstreze aceeași parte orientată spre Pământ, au fost alese misiuni de explorare în zonele din partea orientată spre Pământ pentru a face posibilă comunicarea radio între Pământ și Lună. Timpul trebuia de asemenea ales într-un moment în care soarele strălucea pe zona de aterizare.
- Fereastra de lansare zilnică profită de condițiile de lansare, cum ar fi unghiul la care ar fi lansată nava spațială, performanța rachetelor de rapel și prezența unei nave în jos de la lansare pentru a urmări progresul zborului rachetei. La început, condițiile de lumină pentru lansare au fost importante, deoarece lumina zilei a facilitat supravegherea avorturilor pe platforma de lansare sau înainte de a atinge orbita, precum și posibilitatea de a documenta avorturile cu fotografii. Pe măsură ce NASA a câștigat mai multă practică în supravegherea misiunilor, lansările cu lumina zilei au fost mai puțin necesare; Apollo 17 a fost lansat noaptea.
Partea 2 din 3: Către Lună sau Bust
Pasul 1. Ridicați
În mod ideal, o rachetă îndreptată spre lună ar trebui să fie lansată pe verticală pentru a profita de rotația Pământului, ajutându-l să atingă viteza orbitală. Cu toate acestea, în Proiectul Apollo, NASA a permis o gamă posibilă de 18 grade, fie în direcția verticală, fără a compromite semnificativ lansarea.
Pasul 2. Obțineți o orbită terestră scăzută
Pentru a scăpa de atracția gravitației Pământului, există două viteze de luat în considerare: viteza de evacuare și viteza orbitală. Viteza de evacuare este viteza necesară pentru a scăpa complet de gravitația unei planete, în timp ce viteza orbitală este viteza necesară pentru a intra pe orbita în jurul unei planete. Viteza de evacuare pentru suprafața Pământului este de aproximativ 25, 000 mph sau 7 mile pe secundă (40, 248 km / oră sau 11,2 km / s), în timp ce viteza orbitală la suprafață este. Viteza orbitală pentru suprafața Pământului este de numai 7,9 km / s; este nevoie de mai puțină energie pentru a atinge viteza orbitală decât viteza de evacuare.
Mai mult, valorile pentru viteza orbitală și de evacuare scad cu cât vă îndepărtați de suprafața Pământului, cu viteza de evacuare întotdeauna de aproximativ 1,414 (rădăcina pătrată a 2) ori viteza orbitală
Pasul 3. Trecerea la o traiectorie trans-lunară
După ce am realizat o orbită scăzută a Pământului și am verificat că toate sistemele navei sunt funcționale, este momentul să lansăm propulsoarele și să mergem pe Lună.
- Cu Proiectul Apollo, acest lucru a fost realizat prin tragerea propulsoarelor din a treia etapă pentru a propulsa nava spațială spre lună. Pe parcurs, modulul de comandă / serviciu (CSM) s-a separat de etapa a treia, s-a întors și a andocat cu modulul de excursie lunară (LEM) purtat în partea superioară a celei de-a treia etape.
- Cu Project Constellation, planul este ca racheta să poarte echipajul și capsula sa de andocare pe orbita joasă a Pământului, cu etapa de plecare și aterizatorul lunar adus de racheta de încărcare. Etapa de plecare își va declanșa propulsoarele și va trimite nava spațială pe Lună.
Pasul 4. Realizați orbita lunară
Odată ce nava spațială intră în gravitația lunii, trageți propulsoarele pentru a o încetini și a le plasa pe orbita în jurul lunii.
Pasul 5. Transferați-vă la aterizatorul lunar
Atât Project Apollo, cât și Project Constellation dispun de module orbitale și de aterizare separate. Modulul de comandă Apollo a cerut ca unul dintre cei trei astronauți să rămână în urmă pentru a-l pilota, în timp ce ceilalți doi s-au urcat în modulul lunar. Capsula orbitală a Proiectului Constelația este proiectată pentru a fi rulată automat, astfel încât toți cei patru astronauți pe care este proiectat să-i poarte pot urca pe landerul său lunar, dacă se dorește.
Pasul 6. Coborâți la suprafața lunii
Deoarece luna nu are atmosferă, este necesar să folosiți rachete pentru a încetini coborârea lunarului la aproximativ 100 mph (160 km / h) pentru a asigura o aterizare intactă și mai lentă pentru a garanta pasagerilor o aterizare ușoară. În mod ideal, suprafața de aterizare planificată ar trebui să fie liberă de bolovani considerabili; acesta este motivul pentru care Marea Tranquilității a fost aleasă ca loc de debarcare pentru Apollo 11.
Pasul 7. Explorează
Odată ce aterizați pe lună, este timpul să faceți un mic pas și să explorați suprafața lunară. În timp ce vă aflați acolo, puteți aduna roci și praf lunar pentru analiză pe Pământ și, dacă ați adus un rover lunar pliabil, așa cum au făcut misiunile Apollo 15, 16 și 17, puteți chiar hot-rod pe suprafața lunară până la 11,2 mph (18 km / h). (Totuși, nu vă deranjați să rotiți motorul; unitatea este alimentată cu baterie și oricum nu există aer pentru a transporta sunetul unui motor cu rotație.)
Partea 3 din 3: Revenirea pe Pământ
Pasul 1. Împachetează-te și pleacă acasă
După ce v-ați făcut afacerea pe Lună, împachetați-vă eșantioanele și instrumentele și urcați pe landerul lunar pentru călătoria de întoarcere.
Modulul lunar Apollo a fost proiectat în două etape: o etapă de coborâre pentru a-l coborî pe Lună și o etapă de ascensiune pentru a ridica astronauții înapoi pe orbita lunară. Etapa de coborâre a fost lăsată în urmă pe lună (la fel și roverul lunar)
Pasul 2. Acostează cu nava orbitantă
Modulul de comandă Apollo și capsula orbitală Constellation sunt ambele concepute pentru a duce astronauții de pe lună înapoi pe Pământ. Conținutul aterizatorilor lunari este transferat către orbitați, iar aterizatorii lunari sunt apoi deblocați, pentru a se prăbuși înapoi în lună.
Pasul 3. Întoarce-te pe Pământ
Propulsorul principal pe modulele de servicii Apollo și Constellation este tras pentru a scăpa de gravitația lunii, iar nava spațială este îndreptată înapoi pe Pământ. La intrarea în gravitația Pământului, propulsorul modulului de serviciu este îndreptat spre Pământ și tras din nou pentru a încetini capsula de comandă înainte de a fi abandonat.
Pasul 4. Mergeți pentru o aterizare
Modulul de comandă / ecranul termic al capsulei este expus pentru a proteja astronauții de căldura reintrării. Pe măsură ce vasul intră în partea mai groasă a atmosferei Pământului, se desfășoară parașute pentru a încetini mai mult capsula.
- Pentru proiectul Apollo, modulul de comandă s-a stropit în ocean, așa cum făcuseră misiunile NASA cu echipaj anterior, și a fost recuperat de o navă a Marinei. Modulele de comandă nu au fost refolosite.
- Pentru Project Constellation, planul este de a atinge terenul, așa cum au făcut misiunile spațiale sovietice cu echipaj, cu oprirea în ocean o opțiune dacă nu este posibilă atingerea pe uscat. Capsula de comandă este proiectată pentru a fi recondiționată, înlocuindu-și scutul termic cu unul nou și reutilizată.
