Луната е най -близкото небесно тяло до Земята, средното й разстояние е 384 403 км. Първият спътник, летящ с Луната, беше Luna 1 от Русия, изстрелян на 2 януари 1959 г. Десет и половина години по -късно мисията на Аполо 11 кацна Нийл Армстронг и Едуин "Бъз" Олдрин в Морето на спокойствието през юли 20, 1969. Да стигнеш до Луната беше трудна задача (според Джон Кенеди) изисква най -много енергия и умения.
Стъпка
Част 1 от 3: Планиране на пътуване
Стъпка 1. Планирайте пътуването на етапи
Въпреки че научнофантастичната научна фантастика е казана, че само ракетният кораб е необходим, за да направи всичко, всъщност ракетният кораб е разделен на няколко части: за достигане на ниска околоземна орбита, за прехвърляне от Земята на лунна орбита, за кацане на Луната и за обърнете всички тези стъпки, за да се върнете на Земята.
- Някои научнофантастични истории изобразяват по -реалистична история за отиване на Луната, като отвеждат астронавти на орбитална космическа станция. Там малка прикрепена ракета ще отведе астронавтите до Луната и обратно до станцията. Този метод обаче не е използван поради съперничеството между САЩ и Съветския съюз; Космическите станции Skylab, Salyut и Международната космическа станция са основани след приключване на проекта Аполо.
- Проектът Аполо използва тристепенна ракета Сатурн V. Най -ниският етап издига ракетата от пистата до височина 68 км, вторият етап изтласква ракетата почти до ниска околоземна орбита, а третият етап я изтласква в орбита и след това към Луната.
- Проектът "Съзвездие", предложен от НАСА да се върне на Луната през 2018 г., се състои от две двустепенни ракети. Има две ракетни конструкции от първа степен: Ares I, етап за повдигане на екипаж, състоящ се от един ракетен усилвател с пет сегмента, и Ares V, етап на екипаж и товарен асансьор, състоящ се от пет ракетни двигателя под външни резервоари за гориво плюс два пет ракетни ускорителя. -сегмент. Вторият етап и за двете версии използва един двигател с течно гориво. Тежкото устройство ще носи лунната орбитална капсула и кацане, където астронавтите ще бъдат транспортирани, когато двете ракетни системи акостират.
Стъпка 2. Съберете багажа за пътуването
Тъй като Луната няма атмосфера, трябва да носите свой собствен кислород, за да дишате там, а когато обикаляте лунната повърхност, трябва да носите скафандър, за да се предпазите от изгарящата топлина от двете седмици на дневната светлина и замръзващия студ на през нощта, да не говорим за радиацията и микрометеорите, които навлизат в повърхностната атмосфера на Луната.
- Имате нужда и от храна. Повечето храни, консумирани от астронавтите, трябва да бъдат сушени чрез замразяване и концентрирани, за да се намали теглото, след което се разтварят чрез добавяне на вода преди хранене. Астронавтите също трябва да се хранят с високо съдържание на протеини, за да сведат до минимум количеството отпадъци, които тялото произвежда след хранене.
- Всичко, което вземете в космоса, увеличава теглото и увеличава количеството гориво и ракети, които го носят в космоса, така че не трябва да изнасяте твърде много лични неща в космоса. Теглото на Луната е 6 пъти по -голямо от теглото на Земята.
Стъпка 3. Определете възможността за стартиране
Вероятността за изстрелване е периодът от време за изстрелване на ракета от Земята, за да кацне в желаната област на Луната, стига да има достатъчно светлина за изследване на зоната за кацане. Коефициентите за стартиране всъщност се дефинират по два начина, месечни коефициенти и дневни коефициенти.
- Месечните коефициенти се възползват от плановете за кацане, свързани със Земята и Слънцето. Тъй като гравитацията на Земята принуждава Луната да се обърне с една и съща страна към Земята, в района на обърнатата към Земята страна са определени изследователски мисии, които позволяват радио комуникация между Земята и Луната. Избраното време е, когато слънцето грее върху зоната за кацане.
- Ежедневните възможности се възползват от условията за изстрелване, като ъгъла, под който изстрелва космическият кораб, работата на ракетния усилвател и присъствието на кораба от изстрелването, за да проследи напредъка на полета на ракетата. Преди това светлинните условия за изстрелване на самолета също бяха важни, тъй като през деня щеше да бъде по -лесно да се следи отмяната на стартовата площадка или преди тя да достигне орбита, както и възможността за документиране на снимките за отмяна. Стартирането на дневна светлина е по -малко необходимо, защото НАСА има по -голям контрол върху наблюдението на мисията; Apollo 17 беше изстрелян през нощта.
Част 2 от 3: Към Луната
Стъпка 1. Подгответе се за излитане
В идеалния случай ракета, насочена към Луната, трябва да бъде изстреляна вертикално, за да се възползва от въртенето на Земята, за да помогне за постигане на орбитална скорост. Проектът на Аполо на НАСА обаче направи възможно излитането под ъгъл от 18 градуса във всяка посока вертикално, без много смущения при изстрелването.
Стъпка 2. Достигнете ниска орбита на Земята
За да се избегне гравитационното привличане на Земята, трябва да се вземат предвид две скорости: скоростта на бягство и орбиталната скорост. Скоростта на бягство е скоростта, необходима за пълно избягване на гравитацията на планетата, докато орбиталната скорост е скоростта, необходима за навлизане в орбита около планетата. Скоростта на бягство за земната повърхност е около 25 000 мили/ч (40 248 км/сек), докато орбиталната скорост на повърхността е около 18 000 мили/ч (7,9 км/сек). Енергията за достигане на орбиталната скорост е по -малка от скоростта на бягство.
Освен това броят на орбиталните и изходящите скорости намалява, докато продължавате да се отдалечавате от земната повърхност. Скоростта на бягство е около 1414 (квадратен корен от 2) пъти орбиталната скорост
Стъпка 3. Преминете към транслунарната траектория
След достигане на ниска околоземна орбита и потвърждаване, че всички системи на кораба работят, е време да активирате тласкачите и да се насочите към Луната.
- По проекта Apollo това беше направено чрез изстрелване на последен тристепенен тласкач, който задвижва космическия кораб към Луната. По пътя командният/сервизният модул (команден/обслужващ модул, съкратено CSM) се отдели от третия етап, обърна се и се прикрепи към лунния екскурзионен модул (лунен екскурзионен модул, съкратено LEM), който се носи в горната част на трети етап.
- Project Constellation планира да изстреля ракета с екипаж и док с командна капсула на ниска околоземна орбита, като използва заминаващия етап и лунния кацащ апарат, носен от товарна ракета. След това заминаващият етап ще задейства бустери и ще изпрати космическия кораб на Луната.
Стъпка 4. Достигнете лунната орбита
След като космическият кораб влезе в гравитацията на Луната, пуснете бустер, за да го забавите и го поставете в орбита около Луната.
Стъпка 5. Преминете към лунния кацач
Project Apollo и Project Constellation имат отделни орбитални и модули за кацане. Командният модул на Аполо изисква един от тримата астронавти да бъде на кормилото на пилота, докато другите двама астронавти се качват на лунния модул. Орбиталната капсула на Project Constellation е проектирана да бъде автоматизирана, така че и четирите астронавти да се качат на лунния кацане, ако е необходимо.
Стъпка 6. Спуснете се до повърхността на Луната
Тъй като Луната няма атмосфера, ракетите се използват за забавяне на лунния кацач до скорост от около 160 км/ч. Това се прави, за да се осигури перфектно и гладко кацане, така че всички пътници да са в безопасност. В идеалния случай планираната повърхност за кацане трябва да бъде свободна от големи скали; това е причината Морето на спокойствието да бъде избрано за площадка за кацане на Аполо 11.
Стъпка 7. Разгледайте
След кацане на Луната е време да направите една малка крачка и да изследвате лунната повърхност. Докато сте там, можете да събирате лунни скали и прах за анализ на Земята и ако вземете сгъваем лунен роувър като тези на мисиите Аполо 15, 16 и 17, можете да шофирате по лунната повърхност до 18 км /ч. час. (Лунният роувър се захранва от батерии и не използва оборотите на двигателя, защото там няма въздух, който да доставя звук на оборотите на двигателя.)
Част 3 от 3: Обратно на Земята
Стъпка 1. Съберете багажа и се приберете вкъщи
След като свършите лунната си работа, опаковайте всички проби и оборудване и скочете към лунния кацач, за да се приберете вкъщи.
Лунният модул на Аполо е проектиран на два етапа: низходящ етап за кацане на Луната и етап на изкачване, за да издигне астронавтите обратно в лунната орбита. Низходящият етап беше оставен на Луната (както и на лунния роувър)
Стъпка 2. Приближете се до орбиталния кораб
Командният модул "Аполо" и орбиталната капсула "Съзвездие" са проектирани да отвеждат астронавтите от Луната обратно на Земята. Съдържанието на лунния кацане беше пренесено в орбиталния апарат, след това лунният кацане се отдели и накрая падна обратно на Луната.
Стъпка 3. Върнете се на Земята
Основните двигатели в служебните модули „Аполо“и „Съзвездие“бяха изстреляни, за да избягат от гравитацията на Луната, а космическият кораб беше насочен обратно към Земята. Влизайки в гравитацията на Земята, тласкачите на обслужващия модул са насочени към Земята и се стрелят отново, за да забавят командната капсула, преди да бъдат освободени.
Стъпка 4. Подгответе се за кацане
Командният модул на капсулата/топлинният щит е изложен, за да предпази астронавтите от атмосферна топлина. Когато корабът навлезе в по -дебелата част от земната атмосфера, парашутът се отваря, за да забави скоростта на капсулата.
- В проекта Apollo командният модул се потопи в морето точно както предишната завършена пилотирана мисия на НАСА и беше възстановен от кораб на ВМС. Командният модул не се използва повторно.
- Project Constellation планира да кацне на земята, както беше направила съветската космическа мисия с пилотиран персонал. Ако сушата не е възможна, се използва алтернативно кацане в морето. Командната капсула е проектирана да се ремонтира, като се смени нейният топлинен щит, след което се използва повторно.
