Mēness ir Zemei tuvākais ķermenis kosmosā, vidējais attālums ir 238, 857 jūdzes (384, 400 km). Pirmā zonde, kas lidoja gar Mēnesi, bija krievu Luna 1, kas tika palaista 1959. gada 2. janvārī. Desmit gadus un sešus mēnešus vēlāk misija Apollo 11 nosēdināja Nilu Ārmstrongu un Edvīnu “Buzz” Aldrinu uz Klusuma jūras 1969. gada 20. jūlijā. Doties uz Mēnesi ir uzdevums, kas, pārfrāzējot Džonu F. Kenediju, prasa vislabāko enerģiju un prasmes.
Soļi
1. daļa no 3: Ceļojuma plānošana
Solis 1. Plāno iet pa posmiem
Neskatoties uz zinātniskās fantastikas stāstos populārajiem raķešu kuģiem viss vienā, došanās uz Mēnesi ir misija, kuru vislabāk sadalīt atsevišķās daļās: sasniegt zemas Zemes orbītu, pāriet no Zemes uz Mēness orbītu, nolaisties uz Mēness un mainīt soļus lai atgrieztos uz Zemes.
- Dažos zinātniskās fantastikas stāstos, kas attēloja reālistiskāku pieeju došanās uz Mēnesi, bija astronauti, kas devās uz orbītā esošu kosmosa staciju, kur tika piestiprinātas mazākas raķetes, kas aizvedīs uz Mēnesi un atpakaļ uz staciju. Tā kā ASV konkurēja ar Padomju Savienību, šī pieeja netika pieņemta; visas kosmosa stacijas Skylab, Salyut un Starptautiskā kosmosa stacija tika uzstādītas pēc projekta Apollo beigām.
- Apollo projektā tika izmantota trīspakāpju raķete Saturn V. Apakšējais pirmais posms pacēla agregātu no starta laukuma līdz 42 jūdžu (68 km) augstumam, otrais posms to pacēla gandrīz līdz zemai Zemes orbītā, bet trešais posms to iestūda orbītā un pēc tam uz Mēness.
- NASA ierosinātais Constellation projekts atgriešanai uz Mēness 2018. gadā sastāv no divām dažādām divpakāpju raķetēm. Ir divi dažādi pirmās pakāpes raķešu modeļi: tikai apkalpes pacelšanas posms, kas sastāv no viena piecu segmentu raķešu pastiprinātāja, Ares I, un apkalpes un kravas pacelšanas posms, kas sastāv no pieciem raķešu dzinējiem zem ārējās degvielas tvertnes, ko papildina divi piecu segmentu cietie raķešu pastiprinātāji, Ares V. Otrajā posmā abām versijām tiek izmantots viena šķidruma degvielas dzinējs. Smagais pacelšanas komplekts nestu Mēness orbītas kapsulu un nolaišanās ierīci, uz kuru astronauti pārvietotos, kad divas raķešu sistēmas piestāj.
Solis 2. Iepakojums ceļojumam
Tā kā Mēnesim nav atmosfēras, jums ir jāņem līdzi savs skābeklis, lai jums būtu ko elpot, kamēr esat tur, un, pastaigājoties pa Mēness virsmu, jums jāatrodas skafandrā, lai pasargātu sevi no karstuma. divu nedēļu garā Mēness diena vai prātu nomācošais aukstums tikpat garā Mēness naktī-nemaz nerunājot par radiāciju un mikro meteorīdiem, kuriem atmosfēras trūkums pakļauj virsmu.
- Jums arī vajadzēs kaut ko ēst. Lielākajai daļai pārtikas produktu, ko izmanto astronauti kosmosa misijās, ir jābūt liofilizētiem un koncentrētiem, lai samazinātu to svaru, un pēc tam tos jāatjauno, pievienojot ūdeni, kad tos ēd. Tiem jābūt arī pārtikas produktiem ar augstu olbaltumvielu daudzumu, lai samazinātu pēc ēšanas radīto ķermeņa atkritumu daudzumu. (Vismaz jūs varat tos mazgāt ar Tang.)
- Viss, ko ņemat līdzi kosmosā, palielina svaru, kas palielina degvielas daudzumu, kas nepieciešams tās pacelšanai un raķetei, kas to nes kosmosā, tāpēc jūs nevarēsiet kosmosā ņemt pārāk daudz personīgo mantu - un šie Mēness ieži svērs 6 reizes vairāk uz Zemes nekā uz Mēness.
3. solis. Nosakiet palaišanas logu
Palaišanas logs ir laika diapazons, lai raķeti palaistu no Zemes, lai varētu nolaisties vēlamajā Mēness apgabalā laikā, kad būtu pietiekami daudz gaismas nosēšanās zonas izpētei. Palaišanas logs faktiski tika definēts divos veidos - ikmēneša logs un dienas logs.
- Ikmēneša palaišanas logs izmanto to, kur plānotais nosēšanās laukums atrodas attiecībā pret Zemi un sauli. Tā kā Zemes gravitācijas spēks liek Mēnesim palikt tajā pašā pusē, kas vērsta pret Zemi, izpētes misijas tika izvēlētas uz Zemi vērstās puses apgabalos, lai radiosakari starp Zemi un Mēnesi būtu iespējami. Arī laiks bija jāizvēlas laikā, kad nosēšanās zonā spīdēja saule.
- Ikdienas palaišanas logs izmanto palaišanas apstākļus, piemēram, leņķi, kādā kosmosa kuģis tiks palaists, pastiprinošo raķešu darbību un kuģa atrašanās vietu no palaišanas brīža, lai izsekotu raķetes lidojuma progresam. Jau sākumā bija svarīgi gaismas apstākļi palaišanai, jo dienasgaisma atviegloja pārtraukumu uzraudzību palaišanas laukumā vai pirms orbītas sasniegšanas, kā arī spēja dokumentēt pārtraukumus ar fotogrāfijām. Tā kā NASA ieguva vairāk prakses misiju pārraudzībā, dienas gaismu palaišana bija mazāk nepieciešama; Apollo 17 tika palaists naktī.
2. daļa no 3: Mēnesim vai krūtīm
1. solis. Paceliet
Ideālā gadījumā uz Mēnesi raķeti vajadzētu palaist vertikāli, lai izmantotu Zemes rotācijas priekšrocības, palīdzot tai sasniegt orbītas ātrumu. Tomēr projektā Apollo NASA pieļāva iespējamo 18 grādu diapazonu jebkurā virzienā no vertikāles, būtiski neapdraudot palaišanu.
2. solis. Sasniedziet zemu Zemes orbītu
Izvairoties no Zemes pievilkšanās spēka, jāņem vērā divi ātrumi: aizbēgšanas ātrums un orbītas ātrums. Bēgšanas ātrums ir ātrums, kas nepieciešams, lai pilnībā izbēgtu no planētas gravitācijas, savukārt orbītas ātrums ir ātrums, kas nepieciešams, lai nokļūtu orbītā ap planētu. Bēgšanas ātrums uz Zemes virsmas ir aptuveni 25 000 jūdzes stundā jeb 7 jūdzes sekundē (40, 248 km/h vai 11,2 km/s), bet orbītas ātrums virs virsmas ir. Orbītas ātrums uz Zemes virsmas ir tikai aptuveni 18 000 jūdzes stundā (7,9 km/s); lai sasniegtu orbītas ātrumu, nepieciešams mazāk enerģijas nekā aizbēgšanas ātrumam.
Turklāt orbitālās un aizbēgšanas ātruma vērtības samazinās, jo tālāk no Zemes virsmas, kur jūs dodaties, un aizbēgšanas ātrums vienmēr ir aptuveni 1,414 (kvadrātsakne no 2) reizes lielāks par orbītas ātrumu
3. solis. Pāreja uz Mēness transjektoriju
Pēc zemas Zemes orbītas sasniegšanas un visu kuģu sistēmu funkcionēšanas pārbaudes ir pienācis laiks atlaist dzinējus un doties uz Mēnesi.
- Izmantojot projektu Apollo, tas tika izdarīts, pēdējo reizi atlaižot trešās pakāpes dzinējus, lai virzītu kosmosa kuģi uz Mēness. Pa ceļam komandu/servisa modulis (CSM) atdalījās no trešā posma, apgriezās un piestiprinājās pie Mēness ekskursijas moduļa (LEM), kas bija pārnests trešā posma augšējā daļā.
- Izmantojot projektu Constellation, plānots, ka raķete, kas nes apkalpi, un tās vadības kapsula piestāj zemā Zemes orbītā ar izlidošanas posmu un Mēness nolaišanos, ko izved kravas raķete. Izlidošanas posms pēc tam atlaistu tās dzinējus un nosūtītu kosmosa kuģi uz Mēnesi.
Solis 4. Sasniedziet Mēness orbītu
Tiklīdz kosmosa kuģis nonāk Mēness gravitācijas spēku, atlaidiet dzinējus, lai palēninātu to, un novietojiet to orbītā ap Mēnesi.
Solis 5. Pārnesiet uz Mēness nolaišanās ierīci
Gan Project Apollo, gan Project Constellation ir atsevišķi orbitālie un nosēšanās moduļi. Apollo komandu modulim bija nepieciešams, lai viens no trim astronautiem paliktu aizmugurē, lai to pilotētu, bet pārējie divi iekāpa Mēness modulī. Projekta Constellation orbitālā kapsula ir izstrādāta tā, lai tā darbotos automātiski, lai visi četri astronauti, kurus tā ir paredzēta nēsāšanai, pēc vajadzības varētu uzkāpt uz Mēness nolaišanās iekārtas.
6. solis. Nolaidieties līdz Mēness virsmai
Tā kā Mēnesim nav atmosfēras, ir jāizmanto raķetes, lai palēninātu Mēness nolaišanās ātrumu līdz aptuveni 100 jūdzēm stundā (160 km/h), lai nodrošinātu neskartu nosēšanos un lēnāku, lai garantētu saviem pasažieriem mīkstu nosēšanos. Ideālā gadījumā plānotajai nosēšanās virsmai nevajadzētu būt lieliem laukakmeņiem; tāpēc par Apollo 11 nosēšanās vietu tika izvēlēta Klusuma jūra.
7. Izpētiet
Kad esat nolaidies uz Mēness, ir pienācis laiks spert šo mazo soli un izpētīt Mēness virsmu. Atrodoties tur, jūs varat savākt Mēness akmeņus un putekļus analīzei uz Zemes, un, ja jūs paņēmāt līdzi saliekamu Mēness braucēju, kā to darīja Apollo 15, 16 un 17 misijas, jūs pat varat karsto stieni uz Mēness virsmas līdz pat 11,2 jūdzes stundā (18 km/h). (Tomēr neuztraucieties, lai pagrieztu dzinēju; iekārta tiek darbināta ar akumulatoru, un jebkurā gadījumā nav gaisa, kas pārnes apgriezienu dzinēja skaņu.)
3. daļa no 3: Atgriešanās uz Zemes
Solis 1. Iepakojiet mantas un dodieties mājās
Kad esat pabeidzis savu biznesu uz Mēness, iesaiņojiet savus paraugus un darbarīkus un iekāpiet Mēness piezemētājā atpakaļceļam.
Apollo Mēness modulis tika veidots divos posmos: nolaišanās posms, lai to nogādātu uz Mēness, un pacelšanās posms, lai paceltu astronautus atpakaļ Mēness orbītā. Nolaišanās posms tika atstāts uz Mēness (un tāpat arī Mēness braucējs)
2. solis. Doks ar orbītā esošo kuģi
Apollo komandu modulis un orbītas kapsula Constellation ir paredzēti astronautu nogādāšanai no Mēness atpakaļ uz Zemi. Mēness piezemētāju saturs tiek pārvietots uz orbītām, un pēc tam Mēness piezemētāji tiek atvienoti no piestātnes, lai galu galā nokristu uz Mēness.
3. Dodieties atpakaļ uz Zemi
Apollo un Constellation pakalpojumu moduļu galvenais dzinējs tiek izšauts, lai izvairītos no Mēness gravitācijas, un kosmosa kuģis tiek novirzīts atpakaļ uz Zemi. Ieejot Zemes gravitācijā, servisa moduļa virzītājs ir vērsts uz Zemi un atkal tiek izšauts, lai palēninātu komandu kapsulas lejupslīdi, pirms tiek nomesta.
Solis 4. Iet uz nosēšanos
Komandu moduļa/kapsulas siltuma vairogs ir pakļauts, lai pasargātu astronautus no atgriešanās karstuma. Kuģim nokļūstot Zemes atmosfēras biezākajā daļā, tiek izmantoti izpletņi, lai vēl vairāk palēninātu kapsulas darbību.
- Projektam Apollo komandu modulis izšļakstījās okeānā, kā to bija darījušas iepriekšējās pilotētās NASA misijas, un to atguva Jūras spēku kuģis. Komandu moduļi netika atkārtoti izmantoti.
- Projekta Constellation plāns ir pieskarties sauszemei, kā to darīja padomju pilotējamās kosmosa misijas, un izšļakstīšanās okeānā ir iespēja, ja piezemēšanās uz sauszemes nav iespējama. Komandas kapsula ir paredzēta atjaunošanai, aizstājot tās siltuma vairogu ar jaunu un atkārtoti izmantot.
