Kuu on Maata lähinnä oleva taivaankappale, sen keskimääräinen etäisyys on 384 403 km. Ensimmäinen satelliitti, joka lensi kuun kanssa, oli venäläinen Luna 1, joka laukaistiin 2. tammikuuta 1959. Kymmenen ja puoli vuotta myöhemmin Apollo 11 -operaatio laskeutui Neil Armstrongiin ja Edwin "Buzz" Aldriniin rauhanmerelle heinäkuussa 20, 1969. Kuuhun pääsy oli pelottava tehtävä (John F. Kennedyn mukaan) vaatii parasta energiaa ja taitoa.
Vaihe
Osa 1/3: Matkan suunnittelu
Vaihe 1. Suunnittele matka vaiheittain
Vaikka suosittu tieteiskirjallisuus kertoo, että kaiken tekemiseen tarvitaan vain rakettilaiva, rakettilaiva on itse asiassa jaettu useisiin osiin: saavuttaakseen matalan maan kiertoradan, siirtyäkseen maasta kuun kiertoradalle, laskeutumaan kuuhun ja käännä kaikki nämä vaiheet. palataksesi Maahan.
- Jotkut tieteiskirjastot kuvaavat realistisempaa tarinaa kuuhun menemisestä viemällä astronautit kiertävälle avaruusasemalle. Siellä on pieni raketti, joka vie astronautit kuuhun ja takaisin asemalle. Tätä menetelmää ei kuitenkaan käytetty Yhdysvaltojen ja Neuvostoliiton välisen kilpailun vuoksi; Skylabin, Salyutin ja Kansainvälisen avaruusaseman avaruusasemat perustettiin Apollo -projektin päätyttyä.
- Apollo-projektissa käytettiin kolmivaiheista Saturn V -rakettia. Alin vaihe nostaa raketin kiitotieltä 68 km: n korkeuteen, toinen vaihe työntää raketin melkein matalalle maapallon kiertoradalle ja kolmas vaihe työntää sen kiertoradalle ja sitten kohti kuuta.
- NASAn ehdottama Constellation-projekti palata kuuhun vuonna 2018 koostuu kahdesta kaksivaiheisesta raketista. Ensimmäisen vaiheen rakettimalleja on kaksi: Ares I, miehistön nostolava, joka koostuu yhdestä viiden segmentin raketinvahvistimesta, ja Ares V, miehistön ja rahdin nostovaihe, joka koostuu viidestä rakettimoottorista ulkoisten polttoainesäiliöiden alla ja kahdesta viidestä kiinteästä raketinvahvistimesta. -segmentti. Molempien versioiden toinen vaihe käyttää yhtä nestepolttoainemoottoria. Raskas kokoonpano kuljettaa kuun kiertoradan kapselin ja laskeutumislaitteen, jonne astronautit kuljetetaan kahden rakettijärjestelmän satamassa.
Vaihe 2. Pakkaa matkaa varten
Koska kuussa ei ole ilmakehää, sinun on kuljettava omaa happea hengittääksesi sinne, ja kun kävelet kuun pinnan ympäri, sinun on käytettävä avaruuspukua, joka suojaa kahden päivän päivänvalon paahtavalta kuumuudelta ja kylmältä yöllä, puhumattakaan säteilystä ja mikrometreistä, jotka tulevat kuun pintailmakehään.
- Tarvitset myös ruokaa. Suurin osa astronauttien kuluttamasta ruoasta on kylmäkuivattua ja konsentroitua painon alentamiseksi ja liuotettava lisäämällä vettä ennen syömistä. Astronauttien tulisi myös syödä proteiinipitoista ruokavaliota minimoidakseen kehon tuottaman jätteen määrän syömisen jälkeen.
- Kaikki avaruuteen vietävä paino lisää painoa ja lisää polttoainetta ja raketteja, jotka kuljettavat sen avaruuteen, joten sinun ei pitäisi viedä liikaa henkilökohtaisia tavaroita avaruuteen. Kuun paino on 6 kertaa suurempi kuin maan paino.
Vaihe 3. Määritä käynnistysmahdollisuus
Laukaisun todennäköisyys on aikaraketti, jolla raketti laukaistaan Maasta laskeutuaksesi halutulle kuun alueelle, kunhan on riittävästi valoa laskeutumisalueen tutkimiseksi. Käynnistyskertoimet määritellään itse asiassa kahdella tavalla, kuukausikertoimet ja päivittäiset kertoimet.
- Kuukausittaiset kertoimet hyödyntävät maapallolle ja auringolle liittyviä laskeutumissuunnitelmia. Koska maapallon painovoima pakottaa kuun kohtaamaan saman puolensa maapalloon, maapallon puoleisella alueella on määritelty tutkimusoperaatiot, jotta radioyhteys maan ja kuun välillä olisi mahdollista. Valittu aika on, kun aurinko paistaa laskeutumisalueelle.
- Päivittäiset mahdollisuudet hyödyntävät laukaisuolosuhteita, kuten avaruusaluksen laukaisukulmaa, raketinvahvistimen suorituskykyä ja aluksen läsnäoloa laukaisusta seuratakseen raketin lennon edistymistä. Aiemmin valaistusolosuhteet lentokoneen käynnistämiselle olivat myös tärkeitä, koska päivällä olisi helpompi seurata peruutusta laukaisualustalla tai ennen sen saavuttamista kiertoradalle sekä mahdollisuus dokumentoida peruutusvalokuvat. Päivänvalon laukaisu on vähemmän välttämätöntä, koska NASA hallitsee tehtävien seurantaa paremmin. Apollo 17 lanseerattiin yöllä.
Osa 2/3: Kuuhun
Vaihe 1. Valmistaudu lentoonlähtöön
Ihannetapauksessa kuuhun suuntaava raketti tulisi laukaista pystysuoraan hyödyntääkseen Maan pyörimistä kiertoratauksen nopeuden saavuttamiseksi. NASAn Apollo -projekti mahdollisti kuitenkin nousun 18 asteen kulmassa mihin tahansa suuntaan pystysuoraan ilman suurta häiriötä laukaisuun.
Vaihe 2. Päästä matalalle kiertoradalle
Maan vetovoiman välttämiseksi on otettava huomioon kaksi nopeutta: pakenemisnopeus ja kiertoradan nopeus. Poistumisnopeus on nopeus, joka tarvitaan täydelliseen pakoon planeetan painovoimasta, kun taas kiertoradan nopeus on nopeus, joka vaaditaan kiertämään planeetta ympäri. Maan pinnan pakenemisnopeus on noin 40248 km/s, kun taas kiertoradan nopeus pinnalla on noin 7,9 km/s. Kiertoradan nopeuden saavuttamiseen tarvittava energia on pienempi kuin poistumisnopeus.
Lisäksi kiertorata- ja pakenemisnopeudet vähenevät, kun siirryt edelleen pois maan pinnasta. Poistumisnopeus on noin 1414 (neliöjuuri 2) kertaa kiertoradan nopeus
Vaihe 3. Vaihda translunar -radalle
Kun olemme saavuttaneet matalan Maan kiertoradan ja vahvistaneet, että kaikki aluksen järjestelmät toimivat, on aika aktivoida potkurit ja suunnata kuuhun.
- Apollo-projektissa tämä tehtiin laukaisemalla viimeinen kolmivaiheinen potkuri avaruusaluksen kuljettamiseksi kuuhun. Matkan varrella Command/Service Module (komento/palvelumoduuli, lyhennetty CSM) erotettiin kolmannesta vaiheesta, kääntyi ympäri ja telakoitiin Lunar Excursion Module (kuun retkimoduuli, lyhennetty LEM) kanssa, joka kannettiin yläosassa kolmas vaihe.
- Project Constellation aikoo laukaista miehistöllä olevan raketin ja komentokapselin telakan matalalle maapallon kiertoradalle käyttäen lähtörataa ja kuormaraketin kantamaa kuunlaskijaa. Lähtövaihe laukaisee vahvistimet ja lähettää avaruusaluksen kuuhun.
Vaihe 4. Päästä kuun kiertoradalle
Kun avaruusalus saapuu kuun painovoimaan, laukaise tehostin sen hidastamiseksi ja aseta se kiertoradalle kuun ympärille.
Vaihe 5. Vaihda kuunlaskuriin
Projektissa Apollo ja Project Constellation on erilliset kiertorata- ja laskeutumismoduulit. Apollo -komentoyksikkö edellytti, että yksi kolmesta astronautista oli lentäjän ruorissa, kun taas kaksi muuta astronauttia nousivat kuun moduuliin. Project Constellationin kiertoratakapseli on suunniteltu automatisoiduksi, jotta kaikki neljä astronauttia voivat tarvittaessa nousta kuun laskeutumiseen.
Vaihe 6. Laskeudu kuun pintaan
Koska kuussa ei ole ilmakehää, raketteja käytetään hidastamaan kuun laskeutumisnopeutta noin 160 km/h. Tällä varmistetaan täydellinen ja tasainen lasku, jotta kaikki matkustajat ovat turvassa. Ihannetapauksessa suunnitellulla laskeutumispinnalla ei saa olla suuria kiviä; tästä syystä Rauhanmeri valittiin Apollo 11 -laskupaikaksi.
Vaihe 7. Tutki
Kuulle laskeutumisen jälkeen on aika ottaa pieni askel ja tutkia kuun pintaa. Kun olet siellä, voit kerätä kuukiveä ja pölyä analysoitavaksi maapallolla, ja jos otat taitettavan kuukulkijan, kuten Apollo 15-, 16- ja 17 -tehtävissä, voit ajaa kuun pinnalla jopa 18 km /h. kello. (Kuukulkija on paristokäyttöinen eikä käytä moottorin kierroksia, koska siellä ei ole ilmaa moottorin kierrosäänen tuottamiseksi.)
Osa 3/3: Takaisin Maahan
Vaihe 1. Pakkaa ja lähde kotiin
Kun kuutyöt on tehty, pakkaa kaikki näytteet ja varusteet ja hyppää kuun laskeutumiskoneeseen päästäksesi kotiin.
Apollo -kuun moduuli suunniteltiin kahdessa vaiheessa: laskeva vaihe laskeutumiseen kuuhun ja nousuvaihe astronautien nostamiseksi takaisin kuun kiertoradalle. Laskeva vaihe jätettiin kuuhun (samoin kuin kuukulkija)
Vaihe 2. Lähesty kiertävää alusta
Apollo -komentoyksikkö ja Constellation -orbitaalikapseli on suunniteltu ottamaan astronautit kuusta takaisin maahan. Kuunlaskurin sisältö siirrettiin kiertoradalle, sitten kuun laskeutumislaite erotettiin ja lopulta putosi takaisin kuuhun.
Vaihe 3. Palaa Maahan
Apollo- ja Constellation -palvelumoduulien pääpotkurit ammuttiin paetakseen kuun painovoimaa, ja avaruusalus suunnattiin takaisin kohti Maata. Maapallon painovoimaan tullessaan palvelumoduulin potkurit osoittavat kohti maata ja laukaistaan uudelleen hidastaakseen komentokapselia ennen purkautumista.
Vaihe 4. Valmistaudu laskeutumaan
Kapselin komentomoduuli/lämpösuoja on alttiina astronauttien suojaamiseksi ilmakehän kuumuudelta. Kun alus saapuu maan ilmakehän paksumpaan osaan, laskuvarjo avataan kapselin nopeuden hidastamiseksi.
- Apollo -projektissa komentomoduuli syöksyi mereen aivan kuten NASAn edellinen suoritettu miehitetty tehtävä, ja laivaston alus otti sen talteen. Komentomoduulia ei käytetä uudelleen.
- Project Constellation aikoo laskeutua maahan, kuten Neuvostoliiton miehitetty avaruusoperaatio oli tehnyt. Jos maa ei ole mahdollista, käytetään vaihtoehtoista laskeutumista merelle. Komentokapseli on suunniteltu korjattavaksi vaihtamalla sen lämpösuojus ja sitten uudelleen käytettäväksi.
