Kuu on Maale lähim taevakeha, selle keskmine kaugus on 384 403 km. Esimene satelliit, mis Kuuga lendas, oli Venemaalt pärit Luna 1, mis saadeti õhku 2. jaanuaril 1959. Kümme ja pool aastat hiljem maandus Apollo 11 missioon Neil Armstrong ja Edwin "Buzz" Aldrin juulis Rahu meres. 20, 1969. Kuule jõudmine oli hirmutav ülesanne. (John F. Kennedy sõnul) nõuab parimat energiat ja oskusi.
Samm
Osa 1 /3: Reisi planeerimine
Samm 1. Planeerige reis etappide kaupa
Kuigi populaarteadusliku fantastika kohta öeldakse, et kõige tegemiseks kulub ainult raketilaev, on raketilaev tegelikult jagatud mitmeks osaks: Maa madalale orbiidile jõudmiseks, Maalt Kuu orbiidile siirdumiseks, Kuu maandumiseks ja pöörake kõik need sammud ümber. Maale naasmiseks.
- Mõned ulmelood kujutavad realistlikumat lugu Kuule minekust, viies astronaudid orbiidile tiirlevasse kosmosejaama. Seal on väike rakett, mis viib astronaudid Kuule ja tagasi jaama. Seda meetodit ei kasutatud aga USA ja Nõukogude Liidu vahelise rivaalitsemise tõttu; Skylabi, Salyuti ja rahvusvahelise kosmosejaama kosmosejaamad asutati pärast Apollo projekti lõppu.
- Apollo projektis kasutati kolmeastmelist raketti Saturn V. Madalaim aste tõstab raketi lennurajalt 68 km kõrgusele, teine etapp lükkab raketi peaaegu madalale Maa orbiidile ja kolmas aste orbiidile ning seejärel Kuu poole.
- NASA kavandatud projekt 2018. aastal Kuule naasmiseks koosneb kahest kaheastmelisest raketist. Esimese astme rakettide konstruktsioone on kaks: Ares I, meeskonnatõstuk, mis koosneb ühest viiest segmendist koosnevast raketivõimendist, ja Ares V, meeskonna- ja lastitõstuk, mis koosneb viiest raketimootorist väliste kütusepaakide all pluss kaks viis kindlat raketivõimendit. -segment. Mõlema versiooni teises etapis kasutatakse ühte vedelkütuse mootorit. Raskeveokite komplekt kannab Kuu orbitaalkapslit ja maandurit, kuhu astronaudid transporditakse kahe raketisüsteemi dokkimisel.
Samm 2. Pakkige reisile kaasa
Kuna Kuul ei ole atmosfääri, peate hingamiseks ise hapnikku kandma ja Kuu pinnal ringi jalutades kandma kosmoseülikonda, mis kaitseb kahe nädala päevavalguse kõrvetava kuumuse ja külma ilma eest. öösel, rääkimata kiirgusest ja mikromeetritest, mis sisenevad Kuu pinna atmosfääri.
- Teil on vaja ka toitu. Enamik astronautide tarbitud toiduaineid tuleb külmkuivatada ja kontsentreerida, et vähendada kaalu, seejärel lahustada, lisades enne söömist vett. Astronaudid peaksid sööma ka valgusisaldusega dieeti, et minimeerida pärast söömist tekkivate jäätmete hulka.
- Kõik, mida te kosmosesse võtate, lisab kaalu ning suurendab kütust ja rakette, mis seda kosmosesse kannavad, nii et te ei tohiks liiga palju isiklikku kraami kosmosesse viia. Kaal Kuul on 6 korda suurem kui Maal.
Samm 3. Määrake käivitusvõimalus
Starditõenäosus on ajavahemik, mis kulub Maalt raketi käivitamiseks, et maanduda Kuule soovitud piirkonda, kui maandumisala uurimiseks on piisavalt valgust. Stardikoefitsiente määratletakse tegelikult kahel viisil, igakuised koefitsiendid ja igapäevased koefitsiendid.
- Igakuised koefitsiendid kasutavad ära Maa ja päikesega seotud maandumisalade plaane. Kuna Maa külgetõmbejõud sunnib Kuu vaatama Maa poole samale poole, on Maa poole suunatud külje piirkonnas määratletud uurimisülesanded, et võimaldada raadiosidet Maa ja Kuu vahel. Valitud aeg on see, kui päike paistab maandumisalale.
- Igapäevased võimalused kasutavad ära starditingimusi, näiteks kosmoseaparaadi stardinurka, raketivõimendi jõudlust ja laeva kohalolekut stardist raketi lennu edenemise jälgimiseks. Varem olid õhusõiduki käivitamiseks vajalikud valgustingimused olulised ka seetõttu, et päeva jooksul oleks lihtsam tühistamist jälgida stardiplatsil või enne selle orbiidile jõudmist, samuti tühistamisfotode dokumenteerimise võimalus. Päevavalguse käivitamine on vähem vajalik, sest NASA -l on suurem kontroll missiooni jälgimise üle; Apollo 17 käivitati öösel.
Osa 2 /3: Kuule
Samm 1. Valmistuge õhkutõusmiseks
Ideaalis tuleks Kuule suunduv rakett käivitada vertikaalselt, et kasutada ära Maa pöörlemist, et aidata saavutada orbiidi kiirust. NASA Apollo projekt võimaldas aga õhkutõusmist 18 -kraadise nurga all suvalises suunas vertikaalselt ilma stardile palju sekkumata.
Samm 2. Jõudke madalale Maa orbiidile
Maa gravitatsioonijõust pääsemiseks tuleb arvestada kahe kiirusega: põgenemiskiirus ja orbiidi kiirus. Põgenemiskiirus on kiirus, mis on vajalik planeedi gravitatsioonist täielikult pääsemiseks, samas kui orbiidi kiirus on kiirus, mis on vajalik planeedi ümber orbiidile sisenemiseks. Põgenemiskiirus Maa pinnal on umbes 25 000 mph (40 248 km/s), samal ajal kui orbiidi kiirus pinnal on umbes 18 000 mph (7,9 km/s). Orbiidi kiiruse saavutamiseks kuluv energia on väiksem kui põgenemiskiirus.
Lisaks väheneb orbiidi- ja põgenemiskiiruste arv, kui jätkate Maa pinnalt eemaldumist. Põgenemiskiirus on umbes 1414 (ruutjuur kahest) suurem kui orbiidi kiirus
Samm 3. Lülituge translunar trajektoorile
Pärast Maa madalale orbiidile jõudmist ja kinnitust, et kõik laeva süsteemid töötavad, on aeg tõukejõud aktiveerida ja suunduda Kuule.
- Apollo projektis tehti seda, käivitades viimase kolmeastmelise tõukejõu, et kosmoselaev Kuule liikuda. Teekonnal eraldus juhtimis-/teenindusmoodul (käsk/teenindusmoodul, lühend CSM) kolmandast etapist, pööras ümber ja dokkis Lunar Excursion Module'iga (Lunar Excursion Module, Lunar Excursion Module, lühend LEM). kolmas etapp.
- Projekt Constellation kavatseb käivitada meeskonnast koosneva raketi ja juhtkapsli doki madalale Maa orbiidile, kasutades lahkuvat etappi ja kaubarakettide poolt maanduvat Kuu maandurit. Lahkuv etapp laseb seejärel võimendid ja saadab kosmoselaeva Kuule.
Samm 4. Jõuda Kuu orbiidile
Kui kosmoseaparaat jõuab Kuu gravitatsiooni, laske selle aeglustamiseks võimendi ja asetage see ümber Kuu orbiidile.
Samm 5. Lülitage Kuu maandurile
Projektil Apollo ja Project Constellation on eraldi orbitaal- ja maandumismoodulid. Apollo juhtimismoodul nõudis, et üks kolmest astronaudist oleks piloodi roolis, teised kaks astronauti astusid aga kuumooduli pardale. Projekti Constellation orbitaalkapsel on loodud automatiseerimiseks, nii et kõik neli astronauti saavad vajadusel Kuu maandurile siseneda.
Samm 6. Laskuda Kuu pinnale
Kuna Kuul pole atmosfääri, kasutatakse rakette, et aeglustada Kuu maandumist kiirusega umbes 160 km/h. Selle eesmärk on tagada täiuslik ja sujuv maandumine, et tagada kõigi reisijate turvalisus. Ideaalis peaks planeeritav maandumispind olema vaba suurtest kividest; see on põhjus, miks Rahu meri valiti Apollo 11 maandumiskohaks.
Samm 7. Uurige
Pärast Kuule maandumist on aeg teha üks väike samm ja uurida Kuu pinda. Kui olete seal, saate Maal analüüsimiseks koguda kuukivi ja tolmu ning kui võtate kokku kokkupandava Kuu -roveri nagu Apollo 15, 16 ja 17 missioonidel, võite sõita Kuu pinnal kuni 18 km /h. (Kuu rover on patareitoitega ja ei kasuta mootori pöördeid, sest seal pole õhku, mis annab mootori pöörete heli.)
Osa 3 /3: Tagasi Maale
Samm 1. Pakkige asjad kokku ja minge koju
Kui teie kuutöö on tehtud, pakkige kõik proovid ja varustus kokku ning minge koju, et minna koju.
Apollo kuumoodul oli kavandatud kahes etapis: laskuv etapp Kuule maandumiseks ja tõusulava, et astronaudid Kuu orbiidile tagasi tõsta. Laskuv etapp jäeti Kuule (nagu ka kuukulgur)
Samm 2. Tulge tiirlevale laevale lähemale
Apollo käsumoodul ja orbitaalkapsel Constellation olid mõeldud astronautide viimiseks Kuult tagasi Maale. Kuumaanduri sisu viidi orbiidile, seejärel eraldus Kuumaandur ja kukkus lõpuks tagasi Kuule.
Samm 3. Tagasi Maale
Kuu gravitatsioonist pääsemiseks vallandati Apollo ja Constellation teenindusmoodulite peamised tõukejõud ning kosmoseaparaat suunati tagasi Maa poole. Maa gravitatsiooni sisenedes suunatakse teenindusmooduli tõukejõud Maa poole ja lastakse uuesti, et aeglustada käsukapslit enne tühjendamist.
Samm 4. Valmistuge maandumiseks
Kapsli käsumoodul/kuumakilp on avatud, et kaitsta astronaute atmosfääri kuumuse eest. Kui laev siseneb Maa atmosfääri paksemasse ossa, avatakse langevari kapsli kiiruse aeglustamiseks.
- Apollo projektis sukeldus juhtimismoodul merre nagu NASA eelmine lõpetatud mehitatud missioon ja mereväe laev sai selle tagasi. Käsumoodulit ei kasutata uuesti.
- Projekt Constellation kavatseb maanduda maapinnal, nagu Nõukogude mehitatud kosmosemissioon oli teinud. Kui maa ei ole võimalik, kasutatakse alternatiivset maandumist merel. Käsukapsel on ette nähtud parandamiseks, vahetades selle soojuskilbi, seejärel taaskasutatakse.
