Mjesec je najbliže tijelo u svemiru Zemlji, sa srednjom udaljenošću od 238, 857 milja (384, 400 km). Prva sonda koja je letjela pored Mjeseca bila je ruska Luna 1, lansirana 2. januara 1959. Deset godina i šest mjeseci kasnije, misija Apollo 11 iskrcala je Neila Armstronga i Edwina "Buzza" Aldrina na Moru spokoja 20. jula 1969. godine. Odlazak na Mjesec zadatak je koji, da parafraziram Johna F. Kennedyja, zahtijeva najbolje od nečije energije i vještine.
Koraci
1. dio 3: Planiranje putovanja
Korak 1. Planirajte ići u fazama
Uprkos svemirskim raketnim brodovima koji su popularni u pričama naučne fantastike, odlazak na Mjesec je misija koju je najbolje podijeliti na zasebne dijelove: postizanje niske Zemljine orbite, prelazak sa Zemlje na Mjesečevu orbitu, slijetanje na Mjesec i preokretanje stepenica da se vrati na Zemlju.
- Neke priče naučne fantastike koje su oslikavale realniji pristup odlasku na Mjesec navodile su astronaute da idu na svemirsku stanicu u orbiti gdje su usidrene manje rakete koje će ih odvesti na Mjesec i nazad do stanice. Budući da su Sjedinjene Američke Države bile konkurencija Sovjetskom Savezu, ovaj pristup nije usvojen; svemirske stanice Skylab, Salyut i Međunarodna svemirska stanica postavljene su nakon završetka projekta Apollo.
- U projektu Apollo korištena je trostupanjska raketa Saturn V. Najdonji prvi stupanj podigao je sklop sa lansirne rampe na visinu od 68 kilometara, drugi stepen ga je podigao gotovo na nisku Zemljinu orbitu, a treći stupanj ga je gurnuo u orbitu, a zatim prema Mjesecu.
- Projekt Constellation koji je NASA predložila za povratak na Mjesec 2018. sastoji se od dvije različite dvostupanjske rakete. Postoje dva različita dizajna raketa prve faze: stupanj za podizanje samo za posadu koji se sastoji od jednog raketnog pojačivača s pet segmenata, Ares I, i stupanj za podizanje posade i tereta koji se sastoji od pet raketnih motora ispod vanjskog spremnika goriva dopunjenog dva petosegmentna čvrsta raketna pojačivača, Ares V. Druga faza za obe verzije koristi motor sa jednim tečnim gorivom. Sklop za teške terete nosio bi Mjesečevu orbitalnu kapsulu i lander, na koje bi astronauti prešli kada dva raketna sistema pristanu.
Korak 2. Paket za putovanje
Budući da Mjesec nema atmosferu, morate donijeti vlastiti kisik kako biste imali što disati dok ste tamo, a kada se šetate po mjesečevoj površini morate biti u svemirskom odijelu kako biste se zaštitili od plamena dvonedeljni lunarni dan ili omamljujuća hladnoća jednako duge lunarne noći-da ne spominjemo radijaciju i mikro-meteoroide kojima nedostatak atmosfere izlaže površinu.
- Takođe ćete morati da jedete. Većina hrane koju astronauti koriste u svemirskim misijama moraju se sušiti smrzavanjem i koncentrirati kako bi se smanjila njihova težina, a zatim se rekonstituiraju dodavanjem vode kada se jedu. Također moraju biti visoko proteinska hrana kako bi se smanjila količina tjelesnog otpada koji nastaje nakon jela. (Barem ih možete oprati Tangom.)
- Sve što sa sobom ponesete u svemir dodaje težinu, što povećava količinu goriva potrebnog za podizanje i raketu koja ga nosi u svemir, pa nećete moći odnijeti previše ličnih stvari u svemir - a te će Mjesečeve stijene težiti 6 puta više na Zemlji nego na Mjesecu.
Korak 3. Odredite prozor za pokretanje
Prozor za lansiranje je vremenski raspon za lansiranje rakete sa Zemlje kako bi se moglo sletjeti u željeno područje Mjeseca u vrijeme kada bi bilo dovoljno svjetla za istraživanje područja slijetanja. Prozor za pokretanje je zapravo definisan na dva načina, kao mesečni i dnevni prozor.
- Mjesečni prozor za lansiranje koristi prostor gdje je planirano područje slijetanja u odnosu na Zemlju i Sunce. Budući da Zemljina gravitacija tjera Mjesec da zadrži istu stranu okrenutu prema Zemlji, izabrane su istraživačke misije u područjima okrenute prema Zemlji kako bi se omogućila radio komunikacija između Zemlje i Mjeseca. Vreme je takođe trebalo izabrati u vreme kada je sunce sijalo na sletištu.
- Dnevni prozor za lansiranje koristi uslove lansiranja, kao što su kut pod kojim bi svemirska letjelica bila lansirana, performanse raketa za povišenje pritiska i prisustvo broda na donjoj lokaciji od lansiranja za praćenje napretka rakete. U početku su svjetlosni uslovi za lansiranje bili važni, jer je dnevno svjetlo olakšavalo nadzor prekida na lansirnoj rampi ili prije postizanja orbite, kao i mogućnost dokumentiranja prekidanja fotografijama. Kako je NASA stekla sve veću praksu u nadgledanju misija, lansiranje po dnevnom svjetlu bilo je manje potrebno; Apollo 17 lansiran je noću.
Dio 2 od 3: Na Mjesec ili Poprsje
Korak 1. Podignite
U idealnom slučaju, raketu koja bi trebala krenuti prema Mjesecu trebalo bi lansirati okomito kako bi se iskoristila Zemljina rotacija u postizanju orbitalne brzine. Međutim, u projektu Apollo, NASA je omogućila mogući raspon od 18 stupnjeva u bilo kojem smjeru od okomite, bez značajnog ugrožavanja lansiranja.
Korak 2. Postignite nisku orbitu oko Zemlje
U izbjegavanju privlačenja Zemljine gravitacije, potrebno je uzeti u obzir dvije brzine: brzinu bijega i orbitalnu brzinu. Brzina bijega je brzina potrebna za potpuno izbjegavanje gravitacije planete, dok je orbitalna brzina potrebna za kretanje u orbitu oko planete. Brzina bijega za površinu Zemlje je oko 25 000 mph ili 7 milja u sekundi (40, 248 km/h ili 11,2 km/s), dok je orbitalna brzina na površini jednaka. Orbitalna brzina za Zemljinu površinu je samo oko 18,9 000 mph (7,9 km/s); potrebno je manje energije za postizanje orbitalne brzine od brzine bijega.
Nadalje, vrijednosti za orbitalnu i izlaznu brzinu opadaju dalje od Zemljine površine, pri čemu brzina bijega uvijek iznosi oko 1,414 (kvadratni korijen 2) puta orbitalne brzine
Korak 3. Prelazak na trans-lunarnu putanju
Nakon što su postigli nisku Zemljinu orbitu i provjerili da li su svi brodski sustavi funkcionalni, vrijeme je za paljenje potisnika i odlazak na Mjesec.
- S projektom Apollo to je učinjeno tako što su posljednji put ispaljeni potisnici treće faze kako bi se letjelica pokrenula prema Mjesecu. Usput, komandno -servisni modul (CSM) odvojio se od treće faze, okrenuo se i usidrio sa modulom lunarnog izleta (LEM) koji se nalazi u gornjem dijelu treće faze.
- Sa Project Constellation -om, plan je da se raketa sa posadom i njenom komandnom kapsulom pristane na niskoj Zemljinoj orbiti sa fazom polaska i Mjesečevim landerom koju je podigla teretna raketa. Faza polaska bi tada ispaljivala svoje potisnike i slala letjelicu na Mjesec.
Korak 4. Postignite Mjesečevu orbitu
Kada svemirska letjelica uđe u Mjesečevu gravitaciju, ispalite potisnike kako biste je usporili i postavili u orbitu oko Mjeseca.
Korak 5. Prelazak na lunarni lender
I Project Apollo i Project Constellation imaju zasebne orbitalne module i module za slijetanje. Komandni modul Apollo zahtijevao je da jedan od tri astronauta ostane iza njega kako bi ga upravljao, dok su se druga dva ukrcala na lunarni modul. Orbitalna kapsula Project Constellation dizajnirana je za automatsko upravljanje, tako da se sva četiri astronauta koja je dizajnirana za nošenje mogu ukrcati na Mjesečev pristanak, ako to žele.
Korak 6. Spustite se na Mjesečevu površinu
Budući da Mjesec nema atmosferu, potrebno je upotrijebiti rakete za usporavanje spuštanja Mjesečevog landera na 160 km/h kako bi se osiguralo netaknuto slijetanje i sporije kako bi se putnicima zajamčilo meko slijetanje. U idealnom slučaju, planirana površina slijetanja ne bi trebala biti velika kamenja; zbog toga je More spokoja izabrano kao mjesto iskrcavanja Apolona 11.
Korak 7. Istražite
Nakon što sletite na Mjesec, vrijeme je da napravite taj mali korak i istražite mjesečevu površinu. Dok ste tamo, možete sakupljati mjesečeve stijene i prašinu za analizu na Zemlji, a ako ste sa sobom donijeli sklopivi Mjesečev rover kao što su to činili misije Apollo 15, 16 i 17, čak možete vruće roditi na Mjesečevoj površini do 11,2 mph (18 km/h). (Ipak, nemojte se truditi okretati motor; jedinica se napaja iz baterije, a ionako nema zraka za prenos zvuka motora koji se okreće.)
3. dio 3: Povratak na Zemlju
Korak 1. Spakujte se i idite kući
Nakon što obavite posao na Mjesecu, spakujte uzorke i alat i ukrcajte se na svoj Mjesečev lander za povratno putovanje.
Mjesečev modul Apollo dizajniran je u dvije faze: faza silaska da bi se spustila na Mjesec i faza uspona kako bi se astronauti vratili u Mjesečevu orbitu. Faza silaska je ostavljena na Mjesecu (a isto tako i lunarni rover)
Korak 2. Pristanite uz plovilo u orbiti
Komandni modul Apollo i orbitalna kapsula Constellation dizajnirani su za odvođenje astronauta sa Mjeseca natrag na Zemlju. Sadržaj Mjesečevih desanta se prenosi na orbitere, a Mjesečevi desanti se zatim otključavaju, da bi se na kraju srušili na Mjesec.
Korak 3. Vratite se na Zemlju
Glavni potisnik na servisnim modulima Apollo i Constellation ispaljuje se kako bi izbjegao Mjesečevu gravitaciju, a svemirska letjelica je usmjerena natrag na Zemlju. Na ulasku u Zemljinu gravitaciju, potisnik servisnog modula je usmjeren prema Zemlji i ponovo ispaljen da uspori komandnu kapsulu prije nego što bude ispaljen.
Korak 4. Idite na slijetanje
Toplinski štit komandnog modula/kapsule je izložen kako bi zaštitio astronaute od vrućine ponovnog ulaska. Kako plovilo ulazi u deblji dio Zemljine atmosfere, raspoređuju se padobrani kako bi dodatno usporili kapsulu.
- Za Projekt Apollo, komandni modul se rasprsnuo u okean, kao što su to radile prethodne misije NASA -e s ljudskom posadom, a brod ga je oporavio. Komandni moduli nisu ponovo korišteni.
- Za Projektnu konstelaciju, plan je slijetanje na kopno, kao što su to činile sovjetske svemirske misije s ljudskom posadom, uz mogućnost prskanja u okean, ako slijetanje na kopno nije moguće. Komandna kapsula je dizajnirana za obnavljanje, zamjenu toplotnog štita novim i ponovnu upotrebu.
