A Hold a Földhöz legközelebb eső égitest, átlagos távolsága 384 403 km. Az első műhold, amely a Holddal együtt repült, az orosz Luna 1 volt, amelyet 1959. január 2 -án bocsátottak fel. Tíz és fél évvel később az Apollo 11 misszió júliusban leszállta Neil Armstrongot és Edwin "Buzz" Aldrint a Nyugalom tengerében 20, 1969. A Holdra jutás ijesztő feladat volt. (John F. Kennedy szerint) a legjobb energiát és készségeket igényli.
Lépés
Rész 1 /3: Utazás megtervezése
1. lépés. Tervezze meg az utat szakaszosan
Bár a populáris tudományos fantasztikumok azt mondják, hogy csak egy rakétahajóra van szükség ahhoz, hogy mindent megtegyen, valójában a rakétahajó több részre van osztva: az alacsony Föld körüli pályára jutáshoz, a Földről a Hold pályájára való áttéréshez, a Holdra szálláshoz és fordítsa meg ezeket a lépéseket. hogy visszatérjen a Földre.
- Egyes tudományos -fantasztikus történetek valósághűbb történetet ábrázolnak arról, hogy a Holdra mentek, amikor az űrhajósokat egy keringő űrállomásra vitték. Ott egy kis rakéta viszi az űrhajósokat a Holdra és vissza az állomásra. Ezt a módszert azonban nem használták az Egyesült Államok és a Szovjetunió közötti rivalizálás miatt; A Skylab, a Salyut és a Nemzetközi Űrállomás űrállomásait az Apollo -projekt befejezése után alapították.
- Az Apollo projekt háromlépcsős Saturn V rakétát használt. A legalacsonyabb fokozat a rakétát a kifutópályáról 68 km magasságba emeli, a második lépcső majdnem az alacsony Föld körüli pályára tolja a rakétát, a harmadik pedig a pályára, majd a Hold felé.
- A NASA által javasolt Constellation projekt, amely 2018-ban visszatér a Holdra, két kétlépcsős rakétából áll. Az első lépcsőben két rakéta-kivitel létezik: az Ares I, a legénység emelőállomása, amely egy öt szegmensből álló rakétaerősítőből áll, és az Ares V, a személyzet és a rakományemelő szakasz, amely öt rakétahajtóműből áll külső tüzelőanyag-tartályok alatt, valamint két öt szilárd rakétaerősítőből áll.. -szegmens. A második szakasz mindkét változatnál egyetlen folyékony üzemanyag -motort használ. A nagy teherbírású szerelvény a holdpálya-kapszulát és a leszállót szállítja, ahová az űrhajósokat szállítják, amikor a két rakétarendszer kiköt.
2. lépés Csomagoljon össze az utazáshoz
Mivel a Holdnak nincs légköre, saját oxigénjét kell hordoznia, hogy ott lélegezzen, és amikor a Hold felszínét járja, űrruhát kell viselnie, hogy megvédje magát a kéthetes napfény perzselő hőségétől és a fagyos hidegtől éjszaka, nem beszélve a Hold felszíni légkörébe belépő sugárzásról és mikrométerekről.
- Kellene az étel is. Az űrhajósok által fogyasztott ételek nagy részét fagyasztva kell szárítani és töményíteni kell a súly csökkentése érdekében, majd étkezés előtt víz hozzáadásával fel kell oldani. Az űrhajósoknak magas fehérjetartalmú étrendet is kell fogyasztaniuk, hogy minimálisra csökkentsék a szervezet étkezés után keletkező hulladék mennyiségét.
- Minden, amit az űrbe visz, növeli a súlyt, és növeli az űrbe szállító üzemanyag és rakéták mennyiségét, így nem szabad túl sok személyes dolgot az űrbe vinni. A Hold súlya hatszor nagyobb, mint a Földé.
3. lépés. Határozza meg az indítási lehetőséget
A kilövés valószínűsége az az időtartam, amikor egy rakétát fel kell indítani a Földről annak érdekében, hogy a Hold kívánt területén landoljon, amennyiben elegendő fény van a leszállási terület felfedezéséhez. Az indítási esélyeket valójában kétféleképpen határozzák meg: havi és napi odds.
- A havi esélyek kihasználják a Földhöz és a Naphoz kapcsolódó leszállási terület terveit. Mivel a Föld gravitációja arra kényszeríti a Holdat, hogy a Földdel azonos oldalával nézzen szembe, a Föld felé néző oldal régiójában felderítő feladatokat határoznak meg, hogy lehetővé tegyék a rádió-kommunikációt a Föld és a Hold között. A kiválasztott idő az, amikor a nap süt a leszállási területen.
- A napi lehetőségek kihasználják az indítási körülményeket, például az űrhajó kilövésének szögét, a rakétaerősítő teljesítményét és a hajó jelenlétét a kilövéstől kezdve, hogy nyomon kövessék a rakéta repülésének előrehaladását. Korábban a repülőgép indításának fényviszonyai is azért voltak fontosak, mert napközben könnyebb volt ellenőrizni a törlést a kilövőpadon vagy mielőtt a pályára érkezett, valamint a törlési fényképek dokumentálására is lehetőség volt. A nappali fény indítására kevésbé van szükség, mert a NASA jobban ellenőrzi a küldetésfigyelést; Az Apollo 17 éjszaka indult.
Rész 3 /3: A Holdra
1. lépés. Felkészülés a felszállásra
Ideális esetben a Hold felé tartó rakétát függőlegesen kell indítani, hogy kihasználhassák a Föld forgását, és elősegítsék a pálya sebességének elérését. A NASA Apollo -projektje azonban lehetővé tette, hogy függőleges irányban 18 fokos szögben felszálljon, anélkül, hogy nagy mértékben beavatkozna az indításba.
2. lépés: Érje el az alacsony Föld körüli pályát
A Föld gravitációs vonzásának elkerülése érdekében két sebességet kell figyelembe venni: a menekülési sebességet és a keringési sebességet. A menekülési sebesség a bolygó gravitációjából való teljes meneküléshez szükséges sebesség, míg a pályasebesség a bolygó körüli pályára lépéshez szükséges sebesség. A menekülési sebesség a Föld felszínén körülbelül 25 000 mph (40 248 km/s), míg a keringési sebesség a felszínen körülbelül 18 000 mph (7,9 km/s). A keringési sebesség eléréséhez szükséges energia kisebb, mint a menekülési sebesség.
Továbbá a keringési és menekülési sebességek száma csökken, ahogy tovább távolodik a Föld felszínétől. A menekülési sebesség körülbelül 1414 (négyzetgyöke 2 -szerese) a pálya sebességének
Lépés 3. Váltson a transzlunáris pályára
Miután elérte az alacsony Föld körüli pályát, és megerősítette, hogy a hajó összes rendszere működik, ideje aktiválni a tolóerőt és irány a Hold.
- Az Apollo projektnél ez úgy történt, hogy egy utolsó háromlépcsős mozgatórugót lőttek ki, hogy az űrhajót a Holdra lökjék. Útközben a Parancs/Szolgáltatás Modul (parancs/szerviz modul, rövidítve CSM) elkülönült a harmadik lépcsőtől, megfordult, és dokkolt a Lunar Excursion Module -val (holdjáró modul, rövidítve LEM), amelyet a harmadik szakasz.
- A Project Constellation azt tervezi, hogy legénységi rakétát és parancsnoki kapszulát indít az alacsony Föld körüli pályára a távozó szakasz és a rakétarakéta által szállított holdraszálló segítségével. A távozó szakasz ezután booster -eket bocsát ki, és elküldi az űrhajót a Holdra.
4. lépés: Érje el a holdpályát
Amint az űrhajó belép a Hold gravitációjába, indítson el egy emlékeztetőt, hogy lelassítsa azt, és helyezze a Hold körüli pályára.
Lépés 5. Váltson a holdraszállóra
A Project Apollo és a Project Constellation külön orbitális és leszálló modulokkal rendelkezik. Az Apollo parancsmodul megkövetelte, hogy a három űrhajós közül az egyik legyen a pilóta élén, míg a másik két űrhajós felszállt a holdmodulra. A Project Constellation orbitális kapszuláját úgy tervezték, hogy automatizált legyen, így szükség esetén mind a négy űrhajós felszállhat a holdraszállóra.
6. Lépjen le a Hold felszínére
Mivel a Holdnak nincs légköre, rakétákkal lassítják a holdra szállót körülbelül 160 km/h sebességre. Ez biztosítja a tökéletes és zökkenőmentes leszállást, hogy minden utas biztonságban legyen. Ideális esetben a tervezett leszállófelületnek nagy kőzetektől mentesnek kell lennie; ezért választották a Nyugalom tengerét az Apollo 11 leszállóhelyéül.
7. lépés. Fedezze fel
A Holdra szállás után itt az ideje, hogy tegyen egy kis lépést, és fedezze fel a Hold felszínét. Amíg ott vagy, holdkőzetet és port gyűjthetsz elemzésre a Földön, és ha egy összecsukható holdjárót veszel, mint az Apollo 15, 16 és 17 küldetések, akkor akár 18 km -re is vezethetsz a Hold felszínén /h. óra. (A holdjáró elemmel működik, és nem használ motor fordulatszámot, mert nincs benne levegő a motor fordulatszámának leadásához.)
Rész 3 /3: Vissza a Földre
1. lépés Csomagolj össze és menj haza
Miután elvégezte a holdi munkáját, csomagoljon össze minden mintát és felszerelést, és ugorjon a holdraszállóhoz, hogy hazafelé induljon.
Az Apollo holdmodult két szakaszban tervezték: leereszkedő szakasz a Holdra való leszálláshoz, és emelkedő szakasz, amellyel az űrhajósokat vissza lehet emelni a Hold pályájára. A leszálló szakasz a Holdon maradt (ahogy a holdjáró is)
2. Lépjen közelebb a keringő hajóhoz
Az Apollo parancsmodult és a Constellation orbitális kapszulát úgy tervezték, hogy az űrhajósokat a Holdról visszavegyék a Földre. A holdraszálló tartalmát átvitték a pályára, majd a holdraszálló elvált, és végül visszaesett a Holdra.
3. lépés: Térjen vissza a Földre
Az Apollo és a Constellation szolgáltatási modulok főhajtóműveit elbocsátották, hogy elkerüljék a Hold gravitációját, és az űrhajót visszairányították a Föld felé. A Föld gravitációjába belépve a szervizmodul tolóerejei a Föld felé mutatnak, és ismét kigyulladnak, hogy lelassítsák a parancskapszulát, mielőtt lemerülnének.
4. lépés. Készüljön a leszállásra
A kapszula parancsmodulja/hőpajzsa ki van téve, hogy megvédje az űrhajósokat a légköri hőtől. Amint a hajó belép a Föld légkörének vastagabb részébe, az ejtőernyő kinyílik, hogy lassítsa a kapszula sebességét.
- Az Apollo projektben a parancsmodul ugyanúgy a tengerbe zuhant, mint a NASA előzőleg teljesített emberes küldetése, és egy haditengerészeti hajó visszaszerezte. A parancsmodul nem használható fel újra.
- A Constellation projekt azt tervezi, hogy leszáll a földre, ahogy azt a szovjet emberes űrmisszió tette. Ha a szárazföld nem lehetséges, akkor alternatív tengeri leszállást alkalmaznak. A parancsnoki kapszulát úgy tervezték, hogy a hővédő pajzsának cseréjével javítható, majd újra felhasználható.
