Το φεγγάρι είναι το πλησιέστερο ουράνιο σώμα στη Γη, η μέση απόσταση του είναι 384.403 χιλιόμετρα. Ο πρώτος δορυφόρος που πέταξε με το φεγγάρι ήταν ο Luna 1 από τη Ρωσία, που εκτοξεύτηκε στις 2 Ιανουαρίου 1959. Δέκαμιση χρόνια αργότερα, η αποστολή Apollo 11 προσγειώθηκε τον Neil Armstrong και τον Edwin "Buzz" Aldrin στη Θάλασσα της Ηρεμίας τον Ιούλιο. 20, 1969. Η μετάβαση στο φεγγάρι ήταν μια αποθαρρυντική εργασία. (Σύμφωνα με τον John F. Kennedy) απαιτεί το καλύτερο δυναμικό και ικανότητα.
Βήμα
Μέρος 1 από 3: Σχεδιασμός ταξιδιού
Βήμα 1. Προγραμματίστε το ταξίδι σταδιακά
Αν και η δημοφιλής επιστημονική φαντασία λέει ότι χρειάζεται μόνο ένα πυραυλικό πλοίο για να κάνει τα πάντα, στην πραγματικότητα το πυραυλικό πλοίο χωρίζεται σε πολλά μέρη: να φτάσει σε χαμηλή τροχιά της Γης, να μεταφερθεί από τη Γη σε σεληνιακή τροχιά, να προσγειωθεί στο φεγγάρι και να αντιστρέψτε όλα αυτά τα βήματα.για να επιστρέψετε στη Γη.
- Ορισμένες ιστορίες επιστημονικής φαντασίας απεικονίζουν μια πιο ρεαλιστική ιστορία της μετάβασης στο φεγγάρι με τη μεταφορά αστροναυτών σε τροχιά που βρίσκεται σε τροχιά. Εκεί ένας μικρός πύραυλος που συνδέεται θα μεταφέρει αστροναύτες στο φεγγάρι και πίσω στον σταθμό. Ωστόσο, αυτή η μέθοδος δεν χρησιμοποιήθηκε λόγω του ανταγωνισμού μεταξύ των Ηνωμένων Πολιτειών και της Σοβιετικής Ένωσης. Οι διαστημικοί σταθμοί Skylab, Salyut και International Space Station ιδρύθηκαν μετά το τέλος του έργου Απόλλων.
- Το έργο Apollo χρησιμοποίησε έναν πύραυλο Saturn V τριών σταδίων. Το χαμηλότερο στάδιο ανεβάζει τον πύραυλο από τον διάδρομο σε υψόμετρο 68 χιλιομέτρων, το δεύτερο σπρώχνει τον πύραυλο σχεδόν σε χαμηλή τροχιά της Γης και το τρίτο στάδιο τον ωθεί σε τροχιά και στη συνέχεια προς το φεγγάρι.
- Το έργο Constellation που πρότεινε η NASA για επιστροφή στο φεγγάρι το 2018 αποτελείται από δύο πυραύλους δύο σταδίων. Υπάρχουν δύο σχέδια πυραύλων πρώτου σταδίου: το Ares I, ένα στάδιο ανύψωσης πληρώματος που αποτελείται από έναν ενισχυτή πυραύλων πέντε τμημάτων και το Ares V, ένα στάδιο ανύψωσης πληρώματος και φορτίου που αποτελείται από πέντε κινητήρες πυραύλων κάτω από εξωτερικές δεξαμενές καυσίμων συν δύο πέντε συμπαγείς ενισχυτές πυραύλων. -τμήμα. Το δεύτερο στάδιο και για τις δύο εκδόσεις χρησιμοποιεί έναν κινητήρα υγρού καυσίμου. Το συγκρότημα βαρέων καθηκόντων θα μεταφέρει τη σεληνιακή τροχιακή κάψουλα και προσγειωτή, όπου θα μεταφερθούν αστροναύτες όταν τα δύο πυραυλικά συστήματα προσδεθούν.
Βήμα 2. Ετοιμάστε τα για το ταξίδι
Δεδομένου ότι το φεγγάρι δεν έχει ατμόσφαιρα, πρέπει να μεταφέρετε το δικό σας οξυγόνο για να αναπνεύσετε εκεί, και όταν περπατάτε γύρω από τη σεληνιακή επιφάνεια, πρέπει να φοράτε ένα διαστημικό κοστούμι για να προστατεύεστε από την καυτή ζέστη των δύο εβδομάδων του φωτός της ημέρας και του παγετού του ουρανό. τη νύχτα, για να μην αναφέρουμε την ακτινοβολία και τα μικρομέτρα που εισέρχονται στην ατμόσφαιρα της σελήνης.
- Χρειάζεσαι και φαγητό. Τα περισσότερα τρόφιμα που καταναλώνονται από τους αστροναύτες πρέπει να στεγνώσουν με κατάψυξη και να συμπυκνωθούν για να μειώσουν το βάρος, στη συνέχεια να διαλυθούν προσθέτοντας νερό πριν από το φαγητό. Οι αστροναύτες πρέπει επίσης να ακολουθούν δίαιτα υψηλής περιεκτικότητας σε πρωτεΐνες για να ελαχιστοποιήσουν την ποσότητα των αποβλήτων που παράγει το σώμα μετά το φαγητό.
- Ό, τι παίρνετε στο διάστημα προσθέτει βάρος και αυξάνει την ποσότητα καυσίμου και ρουκετών που το μεταφέρουν στο διάστημα, οπότε δεν πρέπει να παίρνετε πάρα πολλά προσωπικά πράγματα στο διάστημα. Το βάρος στο φεγγάρι είναι 6 φορές μεγαλύτερο από το βάρος στη Γη.
Βήμα 3. Προσδιορίστε την ευκαιρία εκτόξευσης
Η πιθανότητα εκτόξευσης είναι το χρονικό διάστημα εκτόξευσης ενός πύραυλου από τη Γη προκειμένου να προσγειωθεί σε μια επιθυμητή περιοχή στο φεγγάρι, αρκεί να υπάρχει αρκετό φως για να εξερευνήσετε την περιοχή προσγείωσης. Οι αποδόσεις εκκίνησης ορίζονται στην πραγματικότητα με δύο τρόπους, τις μηνιαίες και τις ημερήσιες αποδόσεις.
- Οι μηνιαίες αποδόσεις εκμεταλλεύονται τα σχέδια της περιοχής προσγείωσης που σχετίζονται με τη Γη και τον ήλιο. Δεδομένου ότι η βαρύτητα της Γης αναγκάζει το φεγγάρι να κοιτάξει την ίδια πλευρά προς τη Γη, καθορίζονται εξερευνητικές αποστολές στην περιοχή της πλευράς της Γης που επιτρέπουν την ραδιοεπικοινωνία μεταξύ της Γης και της Σελήνης. Ο χρόνος που επιλέγεται είναι όταν ο ήλιος λάμπει στην περιοχή προσγείωσης.
- Οι καθημερινές ευκαιρίες εκμεταλλεύονται τις συνθήκες εκτόξευσης, όπως η γωνία με την οποία εκτοξεύεται το διαστημόπλοιο, η απόδοση του ενισχυτή πυραύλων και η παρουσία του πλοίου από την εκτόξευση για να παρακολουθεί την πρόοδο της πτήσης του πυραύλου. Προηγουμένως, οι συνθήκες φωτισμού για την εκτόξευση του αεροσκάφους ήταν επίσης σημαντικές επειδή κατά τη διάρκεια της ημέρας θα ήταν ευκολότερο να παρακολουθείται η ακύρωση στο πεδίο εκτόξευσης ή πριν φτάσει σε τροχιά, καθώς και η δυνατότητα τεκμηρίωσης των φωτογραφιών ακύρωσης. Οι εκτοξεύσεις της ημέρας είναι λιγότερο απαραίτητες επειδή η NASA έχει περισσότερο έλεγχο στην παρακολούθηση της αποστολής. Το Apollo 17 εκτοξεύτηκε τη νύχτα.
Μέρος 2 από 3: Προς τη Σελήνη
Βήμα 1. Προετοιμαστείτε για απογείωση
Στην ιδανική περίπτωση, ένας πύραυλος που κατευθύνεται προς το φεγγάρι πρέπει να εκτοξεύεται κάθετα για να επωφεληθεί από την περιστροφή της Γης για να βοηθήσει στην επίτευξη της τροχιακής ταχύτητας. Ωστόσο, το έργο Apollo της NASA επέτρεψε την απογείωση υπό γωνία 18 μοιρών προς οποιαδήποτε κατεύθυνση κατακόρυφα χωρίς μεγάλη παρέμβαση στην εκτόξευση.
Βήμα 2. Φτάστε σε χαμηλή τροχιά της Γης
Για να ξεφύγετε από τη βαρυτική έλξη της Γης, πρέπει να λάβετε υπόψη δύο ταχύτητες: την ταχύτητα διαφυγής και την τροχιακή ταχύτητα. Η ταχύτητα διαφυγής είναι η ταχύτητα που απαιτείται για να ξεφύγει εντελώς από τη βαρύτητα του πλανήτη, ενώ η τροχιακή ταχύτητα είναι η ταχύτητα που απαιτείται για να εισέλθει σε τροχιά γύρω από τον πλανήτη. Η ταχύτητα διαφυγής για την επιφάνεια της Γης είναι περίπου 25.000 mph (40.248 km/s), ενώ η τροχιακή ταχύτητα στην επιφάνεια είναι περίπου 18.000 mph (7.9 km/s). Η ενέργεια για την επίτευξη της τροχιακής ταχύτητας είναι μικρότερη από την ταχύτητα διαφυγής.
Επιπλέον, ο αριθμός των τροχιών και των ταχυτήτων διαφυγής μειώνεται καθώς συνεχίζετε να απομακρύνεστε από την επιφάνεια της Γης. Η ταχύτητα διαφυγής είναι περίπου 1.414 (τετραγωνική ρίζα 2) φορές μεγαλύτερη από την τροχιακή ταχύτητα
Βήμα 3. Μεταβείτε στη διασελήνια τροχιά
Αφού φτάσετε σε χαμηλή τροχιά της Γης και επιβεβαιώσετε ότι όλα τα συστήματα στο πλοίο λειτουργούν, ήρθε η ώρα να ενεργοποιήσετε τις ωθήσεις και να κατευθυνθείτε προς το φεγγάρι.
- Στο έργο του Απόλλωνα, αυτό έγινε με την εκτόξευση ενός τελευταίου προωθητή τριών σταδίων για να ωθήσει το διαστημόπλοιο στο φεγγάρι. Στην πορεία, η μονάδα εντολών/υπηρεσίας (μονάδα εντολής/υπηρεσίας, συντομογραφία CSM) διαχωρίστηκε από το τρίτο στάδιο, γύρισε και αγκυροβόλησε με τη μονάδα σεληνιακής εκδρομής (μονάδα σεληνιακής εκδρομής, συντομογραφία LEM) η οποία μεταφέρθηκε στην κορυφή του τρίτο στάδιο.
- Το Project Constellation σχεδιάζει να εκτοξεύσει έναν πυραύλο πληρώματος και μια αποβάθρα μιας κάψουλας εντοπισμού σε χαμηλή τροχιά της Γης χρησιμοποιώντας το στάδιο αναχώρησης και τη σεληνιακή προσγείωση που μεταφέρεται από έναν πύραυλο φορτίου. Το στάδιο αναχώρησης θα πυροδοτήσει στη συνέχεια ενισχυτές και θα στείλει το διαστημόπλοιο στο φεγγάρι.
Βήμα 4. Φτάστε σε σεληνιακή τροχιά
Μόλις το διαστημόπλοιο εισέλθει στη βαρύτητα του φεγγαριού, πυροδοτήστε έναν ενισχυτή για να τον επιβραδύνει και τοποθετήστε τον σε τροχιά γύρω από το φεγγάρι.
Βήμα 5. Μεταβείτε στη σεληνιακή προσγείωση
Το Project Apollo και το Project Constellation διαθέτουν ξεχωριστές ενότητες τροχιάς και προσγείωσης. Η ενότητα εντολών Απόλλων απαιτούσε έναν από τους τρεις αστροναύτες να βρίσκεται στο τιμόνι του πιλότου, ενώ οι άλλοι δύο αστροναύτες επιβιβάστηκαν στη σεληνιακή μονάδα. Η τροχιακή κάψουλα του Project Constellation έχει σχεδιαστεί για να αυτοματοποιείται, έτσι ώστε και οι τέσσερις αστροναύτες να μπορούν να επιβιβαστούν στη σεληνιακή προσγείωση, εάν είναι απαραίτητο.
Βήμα 6. Κατεβείτε στην επιφάνεια του φεγγαριού
Δεδομένου ότι το φεγγάρι δεν έχει ατμόσφαιρα, οι ρουκέτες χρησιμοποιούνται για να επιβραδύνουν τη σεληνιακή προσγείωση σε ταχύτητα περίπου 160 χλμ./Ώρα. Αυτό γίνεται για να εξασφαλιστεί μια τέλεια και ομαλή προσγείωση ώστε να διασφαλιστεί ότι όλοι οι επιβάτες είναι ασφαλείς. Στην ιδανική περίπτωση, η προγραμματισμένη επιφάνεια προσγείωσης πρέπει να είναι απαλλαγμένη από μεγάλους βράχους. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η Θάλασσα της Ηρεμίας επιλέχθηκε ως τόπος προσγείωσης του Απόλλωνα 11.
Βήμα 7. Εξερευνήστε
Μετά την προσγείωση στο φεγγάρι, ήρθε η ώρα να κάνετε ένα μικρό βήμα και να εξερευνήσετε τη σεληνιακή επιφάνεια. Ενώ βρίσκεστε εκεί, μπορείτε να συλλέξετε πέτρες και σκόνη από το φεγγάρι για ανάλυση στη Γη, και αν πάρετε ένα αναδιπλούμενο σεληνιακό ρόβερ, όπως αυτές στις αποστολές Apollo 15, 16 και 17, μπορείτε να οδηγήσετε στην σεληνιακή επιφάνεια έως και 18 χιλιόμετρα /ώρα. (Το σεληνιακό rover τροφοδοτείται από μπαταρία και δεν χρησιμοποιεί στροφές κινητήρα επειδή δεν υπάρχει αέρας εκεί για να εκπέμπει τον ήχο των στροφών του κινητήρα.)
Μέρος 3 από 3: Επιστροφή στη Γη
Βήμα 1. Συσκευάστε τα και πηγαίνετε σπίτι
Μόλις ολοκληρωθεί η σεληνιακή εργασία σας, μαζέψτε όλα τα δείγματα και τον εξοπλισμό και πηγαίνετε στη σεληνιακή προσγείωση για να επιστρέψετε στο σπίτι.
Η σεληνιακή μονάδα του Απόλλωνα σχεδιάστηκε σε δύο στάδια: ένα κατηφορικό στάδιο για να προσγειωθεί στο φεγγάρι και ένα στάδιο ανόδου για να ανεβάσει τους αστροναύτες πίσω σε σεληνιακή τροχιά. Το κατηφορικό στάδιο έμεινε στο φεγγάρι (καθώς και το σεληνιακό ροβέρ)
Βήμα 2. Πλησιάστε το πλοίο σε τροχιά
Η ενότητα εντολών Apollo και η τροχιακή κάψουλα Constellation σχεδιάστηκαν για να μεταφέρουν αστροναύτες από το φεγγάρι πίσω στη Γη. Το περιεχόμενο της σεληνιακής προσγείωσης μεταφέρθηκε στην τροχιά, στη συνέχεια η σεληνιακή προσγείωση διαχωρίστηκε και τελικά έπεσε πίσω στο φεγγάρι.
Βήμα 3. Επιστροφή στη Γη
Οι κύριες ωθήσεις στις λειτουργικές μονάδες Apollo και Constellation εκτοξεύθηκαν για να ξεφύγουν από τη βαρύτητα του φεγγαριού και το διαστημόπλοιο κατευθύνθηκε πίσω προς τη Γη. Μπαίνοντας στη βαρύτητα της Γης, οι ωθήτριες της μονάδας υπηρεσίας στρέφονται προς τη Γη και πυροδοτούνται ξανά για να επιβραδύνουν την κάψουλα εντολών προτού αποφορτιστούν.
Βήμα 4. Προετοιμαστείτε για προσγείωση
Η μονάδα εντολών/θερμικής ασπίδας της κάψουλας εκτίθεται για την προστασία των αστροναυτών από την ατμοσφαιρική θερμότητα. Καθώς το πλοίο εισέρχεται στο παχύτερο μέρος της ατμόσφαιρας της Γης, το αλεξίπτωτο ανοίγει για να επιβραδύνει την ταχύτητα της κάψουλας.
- Στο έργο του Απόλλωνα, η μονάδα εντολών βυθίστηκε στη θάλασσα ακριβώς όπως η προηγούμενη ολοκληρωμένη επανδρωμένη αποστολή της NASA και ανακτήθηκε από πλοίο του Πολεμικού Ναυτικού. Η μονάδα εντολών δεν επαναχρησιμοποιείται.
- Το Project Constellation σχεδιάζει να προσγειωθεί στο έδαφος, όπως είχε κάνει η σοβιετική επανδρωμένη διαστημική αποστολή. Εάν η γη δεν είναι δυνατή, τότε χρησιμοποιείται μια εναλλακτική προσγείωση στη θάλασσα. Η κάψουλα εντολών έχει σχεδιαστεί για επισκευή αντικαθιστώντας τη θερμική ασπίδα της και στη συνέχεια επαναχρησιμοποιείται.
