Луна - ближайшее к Земле небесное тело, ее среднее расстояние составляет 384 403 км. Первым спутником, совершившим полет с Луной, была Луна-1 из России, запущенная 2 января 1959 года. Десять с половиной лет спустя миссия Аполлона-11 приземлила Нила Армстронга и Эдвина «Базза» Олдрина в Море Спокойствия в июле. 20 января 1969 г. Добраться до Луны было непростой задачей (по словам Джона Ф. Кеннеди), требовавшей максимальной энергии и навыков.
Шаг
Часть 1 из 3: Планирование поездки
Шаг 1. Планируйте поездку поэтапно
Хотя в научно-популярной фантастике говорится, что для всего требуется только ракетный корабль, на самом деле ракетный корабль разбит на несколько частей: для достижения низкой околоземной орбиты, для перехода с Земли на лунную орбиту, для приземления на Луну и для отмените все эти шаги, чтобы вернуться на Землю.
- Некоторые научно-фантастические рассказы изображают более реалистичную историю полета на Луну с доставкой астронавтов на орбитальную космическую станцию. Там прикрепленная небольшая ракета доставит астронавтов на Луну и обратно на станцию. Однако этот метод не использовался из-за соперничества между США и Советским Союзом; Космические станции «Скайлаб», «Салют» и «Международная космическая станция» были созданы после завершения проекта «Аполлон».
- В проекте Apollo использовалась трехступенчатая ракета Saturn V. Самая нижняя ступень поднимает ракету с взлетно-посадочной полосы на высоту 68 км, вторая ступень выталкивает ракету почти на низкую околоземную орбиту, а третья ступень выводит ее на орбиту, а затем к Луне.
- Предложенный НАСА проект Constellation для возвращения на Луну в 2018 году состоит из двух двухступенчатых ракет. Есть две конструкции первой ступени ракеты: Ares I, ступень подъема экипажа, состоящая из одного пятисегментного ракетного ускорителя, и Ares V, ступень подъема экипажа и груза, состоящая из пяти ракетных двигателей под внешними топливными баками плюс два пяти твердотопливных ускорителя.. -сегмент. Вторая ступень для обеих версий использует одинарный двигатель на жидком топливе. Этот сверхмощный агрегат будет нести лунную орбитальную капсулу и посадочный модуль, куда будут доставлены астронавты, когда две ракетные системы состыковываются.
Шаг 2. Собираемся в дорогу
Поскольку на Луне нет атмосферы, вы должны носить с собой собственный кислород, чтобы дышать там, и когда вы ходите по лунной поверхности, вы должны носить скафандр, чтобы защитить от палящего зноя двух недель дневного света и ледяного холода небо ночью, не говоря уже об излучении и микрометеорах, проникающих в поверхностную атмосферу Луны.
- Вам также нужна еда. Большую часть пищи, потребляемой космонавтами, необходимо сушить вымораживанием и концентрировать для снижения веса, а затем растворять, добавляя воду перед едой. Астронавтам также следует придерживаться диеты с высоким содержанием белка, чтобы свести к минимуму количество отходов, производимых организмом после еды.
- Все, что вы берете в космос, увеличивает вес и увеличивает количество топлива и ракет, которые доставляют его в космос, поэтому вам не следует брать с собой в космос слишком много личных вещей. Вес на Луне в 6 раз больше, чем на Земле.
Шаг 3. Определите возможность запуска
Вероятность запуска - это промежуток времени для запуска ракеты с Земли с целью приземления в желаемой области на Луне, при условии, что есть достаточно света для исследования области приземления. Шансы на запуск на самом деле определяются двумя способами: ежемесячные и дневные.
- Месячные коэффициенты используют планы посадки, связанные с Землей и Солнцем. Поскольку гравитация Земли заставляет Луну быть обращенной к Земле той же стороной, исследовательские миссии определены в области обращенной к Земле стороны, чтобы обеспечить радиосвязь между Землей и Луной. Выбрано время, когда на посадочную площадку светит солнце.
- Ежедневные возможности используют преимущества условий запуска, таких как угол, под которым запускается космический корабль, производительность ракетного ускорителя и присутствие корабля с момента запуска, чтобы отслеживать ход полета ракеты. Раньше условия освещения для запуска самолета также были важны, потому что днем было бы легче отслеживать отмену на стартовой площадке или до того, как он достигнет орбиты, а также возможность документировать фотографии отмены. Запуск при дневном свете менее необходим, потому что НАСА имеет больший контроль над мониторингом миссии; Аполлон-17 был запущен ночью.
Часть 2 из 3: На Луну
Шаг 1. Подготовьтесь к взлету
В идеале ракету, направляющуюся на Луну, следует запускать вертикально, чтобы использовать вращение Земли и достичь орбитальной скорости. Однако проект НАСА «Аполлон» позволил осуществить взлет под углом 18 градусов в любом направлении по вертикали без особого вмешательства в запуск.
Шаг 2. Выход на низкую околоземную орбиту
Чтобы избежать гравитационного воздействия Земли, необходимо учитывать две скорости: космическую скорость и орбитальную скорость. Скорость убегания - это скорость, необходимая для полного выхода из гравитации планеты, а орбитальная скорость - это скорость, необходимая для выхода на орбиту вокруг планеты. Космическая скорость для поверхности Земли составляет около 25 000 миль в час (40 248 км / с), в то время как орбитальная скорость у поверхности составляет около 18 000 миль в час (7,9 км / с). Энергия, необходимая для достижения орбитальной скорости, меньше скорости убегания.
Кроме того, количество орбитальных и убегающих скоростей уменьшается по мере того, как вы продолжаете удаляться от поверхности Земли. Скорость убегания составляет примерно 1,414 (квадратный корень из 2) орбитальной скорости
Шаг 3. Перейти на транслунную траекторию
После достижения низкой околоземной орбиты и подтверждения того, что все системы на корабле работают, пора активировать двигатели и отправиться на Луну.
- В проекте Apollo это было сделано путем запуска последнего трехступенчатого двигателя, который отправил космический корабль на Луну. По пути командный / служебный модуль (командный / служебный модуль, сокращенно CSM) отделился от третьей ступени, развернулся и состыковался с лунным экскурсионным модулем (лунный экскурсионный модуль, сокращенно LEM), который находился в верхней части третий этап.
- Проект Constellation планирует вывести на низкую околоземную орбиту ракету с экипажем и командную капсулу с помощью отправляемой ступени и лунного посадочного модуля, перевозимых грузовой ракетой. Затем вылетающая ступень запустит ускорители и отправит космический корабль на Луну.
Шаг 4. Выход на лунную орбиту
Как только космический корабль войдет в гравитацию Луны, запустите ускоритель, чтобы замедлить его и вывести на орбиту вокруг Луны.
Шаг 5. Переключитесь на лунный посадочный модуль
Project Apollo и Project Constellation имеют отдельные орбитальные и посадочные модули. Командный модуль "Аполлона" требовал, чтобы один из трех астронавтов был за штурвалом пилота, в то время как два других астронавта поднялись на лунный модуль. Орбитальная капсула Project Constellation предназначена для автоматизации, так что все четыре астронавта могут сесть на лунный посадочный модуль, если это необходимо.
Шаг 6. Спуститесь на поверхность Луны
Поскольку у Луны нет атмосферы, используются ракеты для замедления лунного посадочного модуля до скорости около 160 км / ч. Это необходимо для идеальной и плавной посадки, чтобы все пассажиры были в безопасности. В идеале на планируемой посадочной поверхности не должно быть крупных камней; Это причина, по которой Море Спокойствия было выбрано в качестве места посадки Аполлона-11.
Шаг 7. Исследуйте
После приземления на Луну пора сделать небольшой шаг и исследовать лунную поверхность. Пока вы там, вы можете собирать лунные камни и пыль для анализа на Земле, а если вы возьмете складной луноход, как в миссиях Аполлона 15, 16 и 17, вы можете проехать по поверхности Луны до 18 км. / ч. час. (Лунный вездеход питается от батареи и не использует обороты двигателя, потому что там нет воздуха, чтобы передавать звук оборотов двигателя.)
Часть 3 из 3: Возвращение на Землю
Шаг 1. Собирайтесь и идите домой
Как только ваша лунная работа будет завершена, соберите все образцы и оборудование и отправляйтесь на лунный посадочный модуль, чтобы отправиться домой.
Лунный модуль Apollo был спроектирован в два этапа: этап спуска для посадки на Луну и этап подъема для вывода астронавтов обратно на лунную орбиту. Нисходящая ступень осталась на Луне (как и луноход)
Шаг 2. Подойдите ближе к орбитальному кораблю
Командный модуль Apollo и орбитальная капсула Constellation были разработаны для доставки астронавтов с Луны на Землю. Содержимое лунного посадочного модуля было перенесено на орбитальный аппарат, затем лунный посадочный модуль отделился и, наконец, упал на Луну.
Шаг 3. Вернитесь на Землю
Главные двигатели в служебных модулях Apollo и Constellation были запущены, чтобы избежать гравитации Луны, и космический корабль был направлен обратно на Землю. Под действием силы тяжести Земли двигатели служебного модуля направляются в сторону Земли и снова запускаются, чтобы замедлить командную капсулу перед ее сбросом.
Шаг 4. Подготовка к приземлению
Командный модуль капсулы / тепловой экран защищают космонавтов от атмосферного тепла. Когда корабль входит в более плотную часть атмосферы Земли, парашют открывается, чтобы замедлить скорость капсулы.
- В проекте Apollo командный модуль погрузился в море, как и предыдущая завершенная пилотируемая миссия НАСА, и был обнаружен кораблем ВМФ. Командный модуль повторно не используется.
- Проект "Созвездие" планирует приземлиться на землю, как это сделал советский пилотируемый космический корабль. Если суша невозможна, то используется альтернативная посадка в море. Командная капсула предназначена для ремонта путем замены теплозащитного экрана и последующего использования.
