Mesiac je najbližšie nebeské teleso k Zemi, jeho priemerná vzdialenosť je 384 403 km. Prvým satelitom, ktorý letel s mesiacom, bola Luna 1 z Ruska, vypustená 2. januára 1959. O desať a pol roka neskôr pristála misia Apollo 11 s Neilom Armstrongom a Edwinom „Buzzom“Aldrinom v More pokoja v júli. 20, 1969. Dostať sa na Mesiac bola skľučujúca úloha. (Podľa Johna F. Kennedyho) vyžaduje to najlepšie z energie a schopností.
Krok
Časť 1 z 3: Plánovanie cesty
Krok 1. Plánujte cestu postupne
Napriek tomu, že sa populárnej sci -fi hovorí, že na všetko potrebuje iba raketovú loď, v skutočnosti je raketová loď rozdelená na niekoľko častí: na dosiahnutie nízkej obežnej dráhy Zeme, presun zo Zeme na lunárnu dráhu, pristátie na Mesiaci a obrátiť všetky tieto kroky. vrátiť sa na Zem.
- Niektoré sci -fi príbehy zobrazujú realistickejší príbeh cesty na Mesiac tým, že sa astronauti dostanú na vesmírnu stanicu na obežnej dráhe. Tam pripevnená malá raketa vynesie astronautov na mesiac a späť na stanicu. Táto metóda však nebola použitá z dôvodu rivality medzi USA a Sovietskym zväzom; Vesmírne stanice Skylab, Salyut a International Space Station boli založené po ukončení projektu Apollo.
- Projekt Apollo používal trojstupňovú raketu Saturn V. Najnižší stupeň zdvihne raketu z dráhy do nadmorskej výšky 68 km, druhý stupeň posunie raketu takmer na nízku obežnú dráhu Zeme a tretí stupeň ju vytlačí na obežnú dráhu a potom smerom k Mesiacu.
- Projekt Constellation navrhnutý NASA na návrat na Mesiac v roku 2018 pozostáva z dvoch dvojstupňových rakiet. Existujú dva návrhy rakiet prvého stupňa: Ares I, stupeň výťahu pre posádku pozostávajúci z jedného päťsegmentového raketového posilňovača a Ares V, stupeň zdvihu pre posádku a náklad pozostávajúci z piatich raketových motorov pod vonkajšími palivovými nádržami a dvoch piatich pevných raketových posilňovačov. -segment. Druhý stupeň pre obe verzie používa jediný motor na kvapalné palivo. Táto ťažká zostava ponesie lunárnu orbitálnu kapsulu a pristávací modul, kam sa budú astronauti prepravovať, keď pristanú dva raketové systémy.
Krok 2. Zbaliť sa na cestu
Pretože mesiac nemá atmosféru, musíte tam nosiť svoj vlastný kyslík, aby ste tam mohli dýchať, a keď idete po mesačnom povrchu, musíte mať na sebe skafander, ktorý vás ochráni pred spaľujúcim teplom počas dvoch týždňov denného svetla a mrazivým chladom. obloha, v noci, nehovoriac o žiarení a mikrometeoroch, ktoré vstupujú do povrchovej atmosféry mesiaca.
- Potrebujete tiež jedlo. Väčšina potravín konzumovaných astronautmi musí byť sušená mrazom a koncentrovaná, aby sa znížila hmotnosť, a potom sa rozpustí pridaním vody pred jedlom. Astronauti by tiež mali jesť diétu s vysokým obsahom bielkovín, aby sa minimalizovalo množstvo odpadu, ktorý telo po jedle produkuje.
- Všetko, čo si vezmete do vesmíru, zvyšuje hmotnosť a zvyšuje množstvo paliva a rakiet, ktoré ho do vesmíru prenášajú, takže by ste do vesmíru nemali brať príliš veľa osobných vecí. Hmotnosť Mesiaca je 6 -krát väčšia ako hmotnosť na Zemi.
Krok 3. Určite príležitosť na spustenie
Pravdepodobnosť štartu je časové rozpätie vypustenia rakety zo Zeme na pristátie v požadovanej oblasti na Mesiaci, pokiaľ je dostatok svetla na preskúmanie pristávacej plochy. Kurzy na spustenie sú v skutočnosti definované dvoma spôsobmi, mesačnými kurzami a dennými kurzami.
- Mesačné šance využívajú výhody plánov pristávacích plôch súvisiacich so Zemou a Slnkom. Pretože gravitácia Zeme núti Mesiac obrátiť sa tvárou k tej istej strane na Zem, v oblasti strany obrátenej k Zemi sú definované prieskumné misie, ktoré umožňujú rádiovú komunikáciu medzi Zemou a Mesiacom. Zvolený čas je, keď na pristávaciu plochu svieti slnko.
- Denné príležitosti využívajú podmienky štartu, ako napríklad uhol, pod ktorým kozmická loď štartuje, výkonnosť raketového posilňovača a prítomnosť lode od štartu na sledovanie postupu letu rakety. Predtým boli svetelné podmienky pre štart lietadla tiež dôležité, pretože v priebehu dňa by bolo jednoduchšie sledovať zrušenie na štartovacej ploche alebo pred jeho dosiahnutím na obežnú dráhu, ako aj možnosť zdokumentovať zrušovacie fotografie. Štartovanie za denného svetla je menej potrebné, pretože NASA má väčšiu kontrolu nad monitorovaním misií; Apollo 17 bolo vypustené v noci.
Časť 2 z 3: Na Mesiac
Krok 1. Pripravte sa na štart
V ideálnom prípade by raketa smerujúca na Mesiac mala byť vypustená vertikálne, aby využila rotáciu Zeme a pomohla dosiahnuť obežnú rýchlosť. Projekt Apollo agentúry NASA však umožnil vzlietnuť pod uhlom 18 stupňov v ľubovoľnom smere vertikálne bez väčších zásahov do štartu.
Krok 2. Dosiahnite nízku obežnú dráhu Zeme
Aby sme unikli gravitačnému ťahu Zeme, musíme zvážiť dve rýchlosti: únikovú a orbitálnu. Úniková rýchlosť je rýchlosť potrebná na úplné opustenie gravitácie planéty, zatiaľ čo orbitálna rýchlosť je rýchlosť potrebná na vstup na obežnú dráhu okolo planéty. Úniková rýchlosť pre zemský povrch je asi 40 248 km/s, zatiaľ čo orbitálna rýchlosť na povrchu je asi 7,9 km/s. Energia na dosiahnutie orbitálnej rýchlosti je menšia ako úniková.
Ďalej sa počet obežných a únikových rýchlostí znižuje, keď sa stále vzďaľujete od zemského povrchu. Úniková rýchlosť je asi 1 414 (druhá odmocnina z 2) násobku obežnej rýchlosti
Krok 3. Prepnite na trajektóriu translunaru
Po dosiahnutí nízkej obežnej dráhy Zeme a potvrdení, že všetky systémy na lodi fungujú, je čas aktivovať trysky a vyraziť na Mesiac.
- Na projekte Apollo sa to stalo vypálením konečného trojstupňového pohonu na pohon kozmickej lode na Mesiac. Po ceste sa príkazový/servisný modul (príkazový/servisný modul, skrátene CSM) oddelil od tretieho stupňa, otočil sa a spojil sa s lunárnym exkurzným modulom (lunárny exkurzný modul, skrátene LEM), ktorý bol nesený v hornej časti tretia etapa.
- Projekt Constellation plánuje vypustiť raketu s posádkou a dok s veliteľskou kapsulou na nízku obežnú dráhu Zeme pomocou štartovacieho stupňa a lunárneho pristávacieho zariadenia neseného nákladnou raketou. Odchádzajúce štádium potom vystrelí zosilňovače a vyšle vesmírnu loď na Mesiac.
Krok 4. Dosiahnite lunárnu obežnú dráhu
Akonáhle kozmická loď vstúpi do gravitácie mesiaca, spustite zosilňovač, aby ste ho spomalili a umiestnite na obežnú dráhu okolo mesiaca.
Krok 5. Prepnite na lunárny pristávač
Projekt Apollo a Project Constellation majú oddelené orbitálne a pristávacie moduly. Veliteľský modul Apollo vyžadoval, aby bol pri kormidle pilota jeden z troch astronautov, zatiaľ čo ďalší dvaja astronauti nastupovali do lunárneho modulu. Orbitálna kapsula projektu Constellation je navrhnutá tak, aby bola automatizovaná, takže v prípade potreby môžu všetci štyria astronauti nastúpiť na lunárny pristávací modul.
Krok 6. Zostúpte na povrch mesiaca
Keďže mesiac nemá atmosféru, rakety slúžia na spomalenie lunárneho pristávacieho modulu na rýchlosť asi 160 km/h. To má zaistiť dokonalé a hladké pristátie a zaistiť bezpečnosť všetkých cestujúcich. V ideálnom prípade by mala byť plánovaná pristávacia plocha bez veľkých skál; to je dôvod, prečo bolo ako miesto pristátia Apolla 11 zvolené More ticha.
Krok 7. Preskúmajte
Po pristátí na Mesiaci je čas urobiť jeden malý krok a preskúmať mesačný povrch. Kým ste tam, môžete zbierať mesačnú horninu a prach na analýzu na Zemi a ak sa vyberiete na skladací lunárny rover ako na misiách Apollo 15, 16 a 17, môžete sa po mesačnom povrchu previezť až do vzdialenosti 18 km. /h. hodina. (Lunárny rover je napájaný batériou a nepoužíva otáčky motora, pretože tam nie je žiadny vzduch, ktorý by poskytoval zvuk otáčok motora.)
Časť 3 z 3: Späť na Zem
Krok 1. Zbaľte sa a choďte domov
Akonáhle je vaša mesačná práca hotová, zbaľte všetky vzorky a vybavenie a hurá na lunárny pristávací modul, aby ste sa vybrali domov.
Lunárny modul Apollo bol navrhnutý v dvoch fázach: zostupný stupeň na pristátie na Mesiaci a výstupový stupeň na zdvihnutie astronautov späť na lunárnu dráhu. Stupeň zostupu zostal na mesiaci (rovnako ako lunárny rover)
Krok 2. Priblížte sa k obiehajúcej lodi
Riadiaci modul Apollo a orbitálna kapsula Constellation boli navrhnuté tak, aby dopravili astronautov z Mesiaca späť na Zem. Obsah lunárneho pristávacieho modulu bol prenesený na orbiter, potom sa lunárny pristávací modul oddelil a nakoniec spadol späť na mesiac.
Krok 3. Vráťte sa na Zem
Hlavné trysky v moduloch služieb Apollo a Constellation boli odpálené, aby unikli gravitácii mesiaca, a kozmická loď bola nasmerovaná späť k Zemi. Vstupujúc do gravitácie Zeme, trysky servisného modulu smerujú k Zemi a pred vypustením ich znova vystrelia, aby spomalili veliteľskú kapsulu.
Krok 4. Pripravte sa na pristátie
Riadiaci modul/tepelný štít kapsuly je odhalený, aby chránil astronautov pred atmosférickým teplom. Keď loď vstúpi do hrubšej časti zemskej atmosféry, otvorí sa padák, aby sa spomalila rýchlosť kapsuly.
- V projekte Apollo sa riadiaci modul ponoril do mora rovnako ako predchádzajúca dokončená misia NASA a získala ho loď námorníctva. Príkazový modul sa znovu nepoužije.
- Projekt Constellation plánuje pristátie na zemi, ako to urobila sovietska vesmírna misia. Ak pevnina nie je možná, použije sa alternatívne pristátie na mori. Veliaca kapsula je navrhnutá tak, aby sa dala opraviť výmenou tepelného štítu a potom znova použiť.
