Mjesec je najbliže tijelo u svemiru Zemlji, sa srednjom udaljenošću od 238, 857 milja (384, 400 km). Prva sonda koja je letjela pored Mjeseca bila je ruska Luna 1, lansirana 2. siječnja 1959. Deset godina i šest mjeseci kasnije, misija Apollo 11 iskrcala je Neila Armstronga i Edwina "Buzza" Aldrina na More spokoja 20. srpnja 1969. godine. Odlazak na Mjesec zadatak je koji, da parafraziram Johna F. Kennedyja, zahtijeva najviše energije i vještina.
Koraci
1. dio 3: Planiranje putovanja
Korak 1. Planirajte ići u fazama
Unatoč svemirskim raketnim brodovima koji su popularni u pričama znanstvene fantastike, odlazak na Mjesec misija je koju je najbolje podijeliti na zasebne dijelove: postići nisku Zemljinu orbitu, premjestiti se sa Zemlje u Mjesečevu orbitu, sletjeti na Mjesec i preokrenuti korake za povratak na Zemlju.
- Neke priče znanstvene fantastike koje su oslikavale realniji pristup odlasku na Mjesec navodile su astronaute da idu na svemirsku stanicu u orbiti gdje su usidrene manje rakete koje će ih odvesti na Mjesec i natrag na stanicu. Budući da su Sjedinjene Države bile u konkurenciji sa Sovjetskim Savezom, ovaj pristup nije usvojen; svemirske postaje Skylab, Salyut i Međunarodna svemirska postaja postavljene su nakon završetka projekta Apollo.
- U projektu Apollo korištena je trostupanjska raketa Saturn V. Najdonji prvi stupanj podigao je sklop s lansirne rampe na visinu od 42 km (68 km), drugi stupanj ga je podigao gotovo na nisku Zemljinu orbitu, a treći stupanj gurnuo ga je u orbitu, a zatim prema Mjesecu.
- Projekt Constellation koji je NASA predložila za povratak na Mjesec 2018. sastoji se od dvije različite dvostupanjske rakete. Postoje dva različita dizajna raketa prve faze: stupanj za podizanje samo za posadu koji se sastoji od jednog raketnog pojačivača od pet segmenata, Ares I, i stupanj za podizanje posade i tereta koji se sastoji od pet raketnih motora ispod vanjskog spremnika goriva dopunjenog dva peterosegmentna raketna pojačivača na čvrsta goriva, Ares V. Druga faza za obje verzije koristi motor s jednim tekućim gorivom. Sklop za teške terete nosio bi Mjesečevu orbitalnu kapsulu i lander, na koje bi se astronauti prebacili kad dva raketna sustava pristanu.
Korak 2. Paket za putovanje
Budući da Mjesec nema atmosferu, morate donijeti vlastiti kisik kako biste imali što disati dok ste tamo, a kad se šetate mjesečevom površinom, morate biti u svemirskom odijelu kako biste se zaštitili od vrele vrućine dvotjedni lunarni dan ili umrtvljujuća hladnoća jednako dugačke lunarne noći-da ne spominjemo zračenje i mikro-meteoroide kojima nedostatak atmosfere izlaže površinu.
- Također ćete morati nešto pojesti. Većina hrane koju astronauti koriste u svemirskim misijama mora se sušiti smrzavanjem i koncentrirati kako bi se smanjila njihova težina, a zatim se rekonstituira dodavanjem vode kada se pojede. Također moraju biti visoko proteinska hrana kako bi se smanjila količina tjelesnog otpada koji nastaje nakon jela. (Barem ih možeš oprati Tangom.)
- Sve što sa sobom ponesete u svemir dodaje težinu, što povećava količinu goriva potrebnog za podizanje i raketu koja ga nosi u svemir, pa nećete moći odnijeti previše osobnih stvari u svemir - a te će Mjesečeve stijene težiti 6 puta više na Zemlji nego na Mjesecu.
Korak 3. Odredite prozor za pokretanje
Prozor za lansiranje je vremenski raspon za lansiranje rakete sa Zemlje kako bi se moglo sletjeti u željeno područje Mjeseca tijekom vremena kada bi bilo dovoljno svjetla za istraživanje područja slijetanja. Prozor za pokretanje zapravo je definiran na dva načina, kao mjesečni i dnevni prozor.
- Mjesečni prozor za lansiranje iskorištava mjesto gdje je planirano područje slijetanja s obzirom na Zemlju i Sunce. Budući da Zemljina gravitacija prisiljava Mjesec da zadrži istu stranu okrenutu prema Zemlji, izabrane su istraživačke misije u područjima okrenute prema Zemlji kako bi se omogućila radio komunikacija između Zemlje i Mjeseca. Vrijeme je također trebalo izabrati u vrijeme kada je sunce sjalo na slijetalištu.
- Dnevni prozor za lansiranje iskorištava uvjete lansiranja, kao što su kut pod kojim bi svemirska letjelica bila lansirana, performanse poticajnih raketa i prisutnost broda na donjoj lokaciji od lansiranja za praćenje napretka leta rakete. U početku su svjetlosni uvjeti za lansiranje bili važni jer je dnevno svjetlo olakšalo nadzor pobačaja na lansirnoj rampi ili prije postizanja orbite, kao i mogućnost dokumentiranja pobačaja fotografijama. Kako je NASA stjecala više prakse u nadgledanju misija, lansiranje po dnevnom svjetlu bilo je manje potrebno; Apollo 17 lansiran je noću.
2. dio 3: Na Mjesec ili Poprsje
Korak 1. Podignite se
U idealnom slučaju, raketu za Mjesec trebalo bi lansirati okomito kako bi se iskoristila rotacija Zemlje u postizanju orbitalne brzine. Međutim, u projektu Apollo, NASA je dopustila mogući raspon od 18 stupnjeva u bilo kojem smjeru od okomice bez značajnog ugrožavanja lansiranja.
Korak 2. Postignite nisku Zemljinu orbitu
U izbjegavanju privlačenja Zemljine gravitacije potrebno je uzeti u obzir dvije brzine: brzinu bijega i orbitalnu brzinu. Brzina bijega je brzina potrebna za potpuno izbjegavanje gravitacije planeta, dok je orbitalna brzina potrebna za kretanje u orbitu oko planeta. Brzina bijega za površinu Zemlje je oko 25 000 mph ili 7 milja u sekundi (40, 248 km/h ili 11,2 km/s), dok je orbitalna brzina na površini jednaka. Orbitalna brzina za Zemljinu površinu je samo oko 18,9 000 mph (7,9 km/s); potrebno je manje energije za postizanje orbitalne brzine od brzine bijega.
Nadalje, vrijednosti za orbitalnu i izlaznu brzinu opadaju što dalje od Zemljine površine, pri čemu brzina bijega uvijek iznosi oko 1,414 (kvadratni korijen 2) puta orbitalne brzine
Korak 3. Prijelaz na trans-lunarnu putanju
Nakon što ste postigli nisku Zemljinu orbitu i provjerili da li su svi brodski sustavi funkcionalni, vrijeme je za paljenje potisnika i odlazak na Mjesec.
- S projektom Apollo to je učinjeno tako da su posljednji put ispaljeni potisnici treće faze kako bi letjelicu potaknuli prema Mjesecu. Usput, naredbeno -servisni modul (CSM) odvojio se od treće faze, okrenuo se i usidrio s modulom lunarnog izleta (LEM) koji se nosi u gornjem dijelu treće faze.
- S Project Constellation -om, plan je da raketa koja nosi posadu i zapovjednu kapsulu pristane u niskoj Zemljinoj orbiti s fazom polaska i Mjesečevim landerom podignutom teretnom raketom. Stupanj polaska bi tada ispalio svoje potisnike i poslao letjelicu na Mjesec.
Korak 4. Postignite Mjesečevu orbitu
Kad svemirska letjelica uđe u Mjesečevu gravitaciju, ispalite potisnike kako biste je usporili i postavili u orbitu oko Mjeseca.
Korak 5. Prijenos na lunarni lander
I Project Apollo i Project Constellation imaju zasebne orbitalne module i module za slijetanje. Zapovjedni modul Apollo zahtijevao je da jedan od tri astronauta ostane iza njega kako bi ga upravljao, dok su se druga dva ukrcala na lunarni modul. Orbitalna kapsula Project Constellation dizajnirana je za automatsko upravljanje, tako da se sva četiri astronauta koja je dizajnirana za nošenje mogu ukrcati na Mjesečev pristanak, ako to žele.
Korak 6. Spustite se na Mjesečevu površinu
Budući da Mjesec nema atmosferu, potrebno je upotrijebiti rakete za usporavanje spuštanja Mjesečevog landera na oko 160 km/h kako bi se osiguralo netaknuto slijetanje i sporije kako bi se putnicima zajamčilo meko slijetanje. U idealnom slučaju, planirana površina slijetanja ne bi trebala biti velika kamenja; zato je More spokoja odabrano kao mjesto iskrcavanja Apolla 11.
Korak 7. Istražite
Nakon što sletite na Mjesec, vrijeme je da napravite taj mali korak i istražite mjesečevu površinu. Dok ste tamo, možete skupljati mjesečeve stijene i prašinu za analizu na Zemlji, a ako ste sa sobom donijeli sklopivi Mjesečev rover kao što su to činili misije Apollo 15, 16 i 17, čak možete vruće roditi na Mjesečevoj površini do 11,2 mph (18 km/h). (Ipak, nemojte se truditi okretati motor; jedinica se napaja iz baterije, a ionako nema zraka za prijenos zvuka motora koji se okreće.)
3. dio od 3: Povratak na Zemlju
Korak 1. Spakirajte se i idite kući
Nakon što obavite posao na Mjesecu, spakirajte uzorke i alate i ukrcajte se na svoj Mjesečev lander za povratno putovanje.
Mjesečev modul Apollo dizajniran je u dvije faze: faza spuštanja da bi se spustila na Mjesec i faza uspona kako bi se astronauti podigli natrag u Mjesečevu orbitu. Stupanj silaska je ostavljen na Mjesecu (a isto je bio i lunarni rover)
Korak 2. Pristanite uz plovilo u orbiti
Zapovjedni modul Apollo i orbitalna kapsula Constellation dizajnirani su za odvođenje astronauta s Mjeseca natrag na Zemlju. Sadržaj Mjesečevih desanta prenosi se na orbitere, a Mjesečevi desanti se zatim otključavaju, da bi se na kraju srušili natrag na Mjesec.
Korak 3. Vratite se na Zemlju
Glavni potisnik na servisnim modulima Apollo i Constellation ispaljuje se kako bi izbjegao Mjesečevu gravitaciju, a letjelica je usmjerena natrag na Zemlju. Na ulasku u Zemljinu gravitaciju, potisnik servisnog modula je usmjeren prema Zemlji i ponovno ispaljen kako bi usporio kapsulu naredbe prije nego što bude ispaljen.
Korak 4. Idite na slijetanje
Toplinski štit komandnog modula/kapsule je izložen kako bi zaštitio astronaute od vrućine ponovnog ulaska. Kako plovilo ulazi u deblji dio Zemljine atmosfere, raspoređuju se padobrani kako bi dodatno usporili kapsulu.
- Za Projekt Apollo, zapovjedni modul rasprsnuo se u ocean, kao što su to činile prethodne misije NASA -e s ljudskom posadom, a oporavio ga je mornarički brod. Zapovjedni moduli nisu ponovno korišteni.
- Za Projektnu konstelaciju, plan je slijetanje na kopno, kao što su to činile sovjetske svemirske misije s ljudskom posadom, uz mogućnost prskanja u oceanu ako slijetanje na kopno nije moguće. Komandna kapsula dizajnirana je za obnovu, zamjenu toplinskog štita novom i ponovnu uporabu.
