Luna je najbližje nebesno telo Zemlji, njena povprečna razdalja je 384.403 km. Prvi satelit, ki je letel z luno, je bila Luna 1 iz Rusije, ki je bila lansirana 2. januarja 1959. Deset let in pol pozneje je misija Apollo 11 julija v Morju spokojnosti pristala Neila Armstronga in Edwina "Buzza" Aldrina. 20., 1969. Priti na Luno je bila zastrašujoča naloga (po John F. Kennedy) zahteva največ energije in spretnosti.
Korak
1. del od 3: Načrtovanje potovanja
Korak 1. Načrtujte potovanje v fazah
Čeprav znanstvenofantastični znanstveni fantastiki pravijo, da raketna ladja potrebuje le vse, je v resnici raketna ladja razdeljena na več delov: doseči nizko zemeljsko orbito, prestopiti z Zemlje na lunino orbito, pristati na Luni in obrnite vse te korake, da se vrnete na Zemljo.
- Nekatere znanstvenofantastične zgodbe prikazujejo bolj realistično zgodbo o odhodu na Luno z astronavti na vesoljsko postajo v orbiti. Tam bo majhna raketa pripeljala astronavte na Luno in nazaj na postajo. Vendar pa ta metoda ni bila uporabljena zaradi rivalstva med ZDA in Sovjetsko zvezo; Vesoljske postaje Skylab, Salyut in Mednarodna vesoljska postaja so bile ustanovljene po koncu projekta Apollo.
- Pri projektu Apollo je bila uporabljena tristopenjska raketa Saturn V. Najnižja stopnja raketo dvigne z vzletno -pristajalne steze na višino 68 km, druga stopnja potisne raketo skoraj na nizko zemeljsko orbito, tretja stopnja pa jo potisne v orbito in nato proti Luni.
- Projekt Constellation, ki ga je NASA predlagala za vrnitev na Luno leta 2018, je sestavljen iz dveh dvostopenjskih raket. Obstajata dve raketni zasnovi prve stopnje: Ares I, stopnja dviga posadke, sestavljena iz enega petsegmentnega raketnega ojačevalnika, in Ares V, stopnja dvigala posadke in tovora, sestavljena iz petih raketnih motorjev pod zunanjimi rezervoarji za gorivo in dveh petih trdnih raketnih ojačevalnikov.. -segment. Druga stopnja za obe različici uporablja en sam motor na tekoče gorivo. Težka naprava bo nosila lunino orbitalno kapsulo in pristanek, kamor bodo astronavti prepeljani, ko bosta oba raketna sistema pristala.
Korak 2. Spakirajte se na potovanje
Ker luna nima ozračja, morate za dihanje nositi svoj kisik in ko se sprehajate po luninem površju, morate nositi vesoljsko obleko, da se zaščitite pred žgočo vročino dveh tednov dnevne svetlobe in mrzlim mrazom ponoči, da ne omenjam sevanja in mikrometeorjev, ki vstopajo v lunino površinsko atmosfero.
- Potrebujete tudi hrano. Večino hrane, ki jo zaužijejo astronavti, je treba za zmanjšanje teže posušiti zmrzovanjem in koncentrirati, nato pa jo pred jedjo raztopiti z dodajanjem vode. Astronavti bi morali jesti tudi visoko beljakovinsko prehrano, da bi zmanjšali količino odpadkov, ki jih telo proizvede po zaužitju.
- Vse, kar vzamete v vesolje, doda težo in poveča količino goriva in raket, ki ga nosijo v vesolje, zato v vesolje ne smete vzeti preveč osebnih stvari. Teža na Luni je 6 -krat večja od teže na Zemlji.
Korak 3. Določite priložnost za zagon
Verjetnost izstrelitve je časovni interval za izstrelitev rakete z Zemlje, da bi pristali na želenem območju na Luni, če je dovolj svetlobe za raziskovanje pristajalnega območja. Kvote za zagon so dejansko opredeljene na dva načina, mesečne kvote in dnevne kvote.
- Mesečne kvote izkoristijo načrte za pristanek, povezane z Zemljo in soncem. Ker Zemljina gravitacija prisili Luno, da se obrne na isto stran proti Zemlji, so v regiji, obrnjeni proti Zemlji, opredeljene raziskovalne naloge, ki omogočajo radijsko komunikacijo med Zemljo in Luno. Izbrani čas je, ko sonce sije na pristajalnem območju.
- Dnevne priložnosti izkoriščajo pogoje izstrelitve, kot so kot, pod katerim se vesoljsko plovilo izstreli, zmogljivost raketnega ojačevalnika in prisotnost ladje od izstrelitve za spremljanje napredka leta rakete. Prej so bili pomembni tudi svetlobni pogoji za izstrelitev letala, ker bi podnevi lažje spremljali preklic na izstrelitveni ploščadi ali preden je prišel v orbito, pa tudi možnost dokumentiranja fotografij odpovedi. Izhodi ob dnevni svetlobi so manj potrebni, ker ima NASA večji nadzor nad spremljanjem misij; Apollo 17 so izstrelili ponoči.
2. del 3: Na Luno
Korak 1. Pripravite se na vzlet
V idealnem primeru bi bilo treba raketo proti Luni izstreliti navpično, da bi izkoristili Zemljino vrtenje in tako pomagali doseči orbitalno hitrost. Vendar pa je NASA -jev projekt Apollo omogočil vzlet pod kotom 18 stopinj v katero koli smer navpično brez motenj pri izstrelitvi.
Korak 2. Dosezite nizko Zemljino orbito
Da bi se izognili gravitacijskemu vlečenju Zemlje, je treba upoštevati dve hitrosti: hitrost pobega in orbitalno hitrost. Hitrost pobega je hitrost, ki je potrebna, da se popolnoma izognemo gravitaciji planeta, medtem ko je orbitalna hitrost hitrost, potrebna za vstop v orbito okoli planeta. Hitrost pobega za zemeljsko površino je približno 25.000 mph (40.248 km/s), medtem ko je orbitalna hitrost na površini približno 18.000 mph (7.9 km/s). Energija za dosego orbitalne hitrosti je manjša od hitrosti pobega.
Poleg tega se število orbitalnih in izhodnih hitrosti zmanjšuje, ko se še naprej odmikate od zemeljske površine. Hitrost pobega je približno 1414 (kvadratni koren 2) večja od orbitalne hitrosti
Korak 3. Preklopite na translunarno pot
Ko ste dosegli nizko zemeljsko orbito in potrdili, da vsi sistemi na ladji delujejo, je čas, da aktivirate potisnike in se odpravite proti Luni.
- Pri projektu Apollo so to storili s sprožitvijo zadnjega tristopenjskega propelerja za potiskanje vesoljskega plovila na Luno. Med potjo se je ukazni/servisni modul (ukazni/servisni modul, skrajšano CSM) ločil od tretje stopnje, obrnil in priklopil z modulom Lunar Excursion (Lunarni izletniški modul, skrajšano LEM), ki je bil na vrhu tretja stopnja.
- Project Constellation načrtuje izstrelitev rakete s posadko in pristanišča za ukazno kapsulo v nizko orbito Zemlje z odhodno stopnjo in lunarnim pristankom, ki ga nosi tovorna raketa. Odhodna stopnja bo nato sprožila ojačevalce in poslala vesoljsko plovilo na Luno.
Korak 4. Dosezite lunino orbito
Ko vesoljsko plovilo vstopi v lunino gravitacijo, sprožite ojačevalnik, da ga upočasni in postavi v orbito okoli lune.
Korak 5. Preklopite na lunarni pristanek
Project Apollo in Project Constellation imata ločena orbitalna in pristajalna modula. Ukazni modul Apollo je zahteval, da je eden od treh astronavtov na čelu pilota, druga dva astronavta pa sta se vkrcala na lunin modul. Orbitalna kapsula Project Constellation je zasnovana tako, da je avtomatizirana, tako da se lahko po potrebi vsi štirje astronavti vkrcajo na lunarni pristanek.
Korak 6. Spustite se na površino lune
Ker luna nima ozračja, se rakete uporabljajo za upočasnitev lunarnega pristajalca do hitrosti približno 160 km/h. To je za zagotovitev popolnega in gladkega pristanka, da se zagotovi varnost vseh potnikov. V idealnem primeru bi morala biti načrtovana pristajalna površina brez velikih kamnin; to je razlog, zakaj je bilo morje spokojnosti izbrano za pristanišče Apolla 11.
Korak 7. Raziščite
Po pristanku na Luni je čas, da naredite en majhen korak in raziščete lunino površino. Medtem ko ste tam, lahko zbirate lunine kamnine in prah za analizo na Zemlji. Če vzamete zložljivi lunarni rover, kot so tisti na misijah Apollo 15, 16 in 17, se lahko po luninem površju vozite do 18 km /h. (Lunarni rover deluje na baterije in ne uporablja vrtljajev motorja, ker tam ni zraka za oddajo zvoka vrtljajev motorja.)
3. del 3: Nazaj na Zemljo
Korak 1. Spakirajte in pojdite domov
Ko opravite lunarno delo, spakirajte vse vzorce in opremo ter skočite na lunarni pristan, da se odpravite domov.
Lunin modul Apollo je bil zasnovan v dveh stopnjah: padajoča stopnja za pristanek na Luni in stopnja vzpona za dvig astronavtov nazaj v lunino orbito. Spuščajoča se stopnja je ostala na Luni (pa tudi lunarni rover)
Korak 2. Približajte se ladji v orbiti
Ukazni modul Apollo in orbitalna kapsula Constellation sta bila zasnovana tako, da astronavte z Lune popeljeta nazaj na Zemljo. Vsebina lunarnega pristajalca je bila prenesena v orbiter, nato se je lunarni pristanek ločil in nazadnje padel nazaj na Luno.
Korak 3. Vrnite se na Zemljo
Glavni potisniki v servisnih modulih Apollo in Constellation so bili sproženi, da bi se izognili lunini gravitaciji, vesoljsko plovilo pa je bilo usmerjeno nazaj proti Zemlji. Ko vstopijo v Zemljino gravitacijo, so potisniki servisnega modula usmerjeni proti Zemlji in ponovno sproženi, da upočasnijo ukazno kapsulo, preden se izpraznijo.
Korak 4. Pripravite se na pristanek
Ukazni modul kapsule/toplotni ščit je izpostavljen, da astronavte zaščiti pred atmosfersko toploto. Ko ladja vstopi v debelejši del zemeljske atmosfere, se padalo odpre, da upočasni hitrost kapsule.
- Pri projektu Apollo se je ukazni modul potopil v morje, tako kot prejšnja NASA -ina misija s posadko, in ga je odkrila ladja mornarice. Ukazni modul se ne uporablja več.
- Projekt Constellation namerava pristati na tleh, kot je to storila sovjetska vesoljska misija s posadko. Če kopno ni možno, se uporabi alternativni pristanek na morju. Ukazna kapsula je zasnovana tako, da jo popravimo tako, da zamenjamo njen toplotni ščit in jo nato ponovno uporabimo.
