Mēness ir Zemei tuvākais debess ķermenis, tā vidējais attālums ir 384 403 km. Pirmais pavadonis, kas lidoja kopā ar Mēnesi, bija Luna 1 no Krievijas, kas palaists 1959. gada 2. janvārī. Desmit ar pusi gadus vēlāk misija Apollo 11 jūlijā nosēdināja Nilu Ārmstrongu un Edvīnu "Buzz" Aldrinu Klusuma jūrā. 20, 1969. Nokļūšana uz Mēness bija grūts uzdevums. (Pēc Džona F. Kenedija domām) ir nepieciešama vislabākā enerģija un prasmes.
Solis
1. daļa no 3: Ceļojuma plānošana
Solis 1. Plānojiet ceļojumu pakāpeniski
Lai gan populārzinātniskajai fantastikai tiek teikts, ka, lai visu paveiktu, nepieciešams tikai raķešu kuģis, patiesībā raķešu kuģis ir sadalīts vairākās daļās: lai sasniegtu zemo Zemes orbītu, pārietu no Zemes uz Mēness orbītu, nolaistos uz Mēness un mainīt visas šīs darbības, lai atgrieztos uz Zemes.
- Daži zinātniskās fantastikas stāsti attēlo reālistiskāku stāstu par došanos uz Mēnesi, aizvedot astronautus uz orbītā esošo kosmosa staciju. Tur piestiprināta neliela raķete aizvedīs astronautus uz Mēnesi un atpakaļ uz staciju. Tomēr šī metode netika izmantota ASV un Padomju Savienības sāncensības dēļ; Skylab, Salyut un Starptautiskās kosmosa stacijas kosmosa stacijas tika dibinātas pēc Apollo projekta beigām.
- Apollo projektā tika izmantota trīspakāpju raķete Saturn V. Zemākā pakāpe paceļ raķeti no skrejceļa uz 68 km augstumu, otrā pakāpe raķeti nospiež gandrīz uz zemu Zemes orbītu, bet trešais - orbītā un pēc tam Mēness virzienā.
- NASA ierosinātais projekts Constellation atgriezties uz Mēness 2018. gadā sastāv no divām divpakāpju raķetēm. Ir divi pirmā posma raķešu modeļi: Ares I, apkalpes pacelšanas posms, kas sastāv no viena piecu segmentu raķešu pastiprinātāja, un Ares V, apkalpes un kravas pacelšanas posms, kas sastāv no pieciem raķešu dzinējiem zem ārējām degvielas tvertnēm un diviem pieciem cietiem raķešu pastiprinātājiem. -segments. Otrajā posmā abām versijām tiek izmantots viens šķidrās degvielas dzinējs. Lieljaudas mezgls nesīs Mēness orbītas kapsulu un nolaišanās ierīci, kur astronauti tiks nogādāti, kad divas raķešu sistēmas piestās.
2. solis. Iepakojiet ceļojumu
Tā kā Mēnesim nav atmosfēras, jums ir jānes savs skābeklis, lai tur elpotu, un, kad staigājat pa Mēness virsmu, jums jāvalkā skafandrs, lai pasargātu no divu dienu dienasgaismas karstuma un stindzinošā aukstuma. naktī, nemaz nerunājot par starojumu un mikrometriem, kas nonāk Mēness virsmas atmosfērā.
- Jums ir nepieciešams arī ēdiens. Lielākajai daļai astronautu patērētās pārtikas jābūt žāvētai liofilizētai un koncentrētai, lai samazinātu svaru, un pēc tam izšķīdina, pirms ēšanas pievienojot ūdeni. Astronautiem vajadzētu ēst arī augstu olbaltumvielu diētu, lai samazinātu atkritumu daudzumu, ko organisms rada pēc ēšanas.
- Viss, ko jūs paņemat kosmosā, palielina svaru un palielina degvielas un raķešu daudzumu, kas to nes kosmosā, tāpēc jums nevajadzētu ņemt kosmosā pārāk daudz personīgo lietu. Svars uz Mēness ir 6 reizes lielāks nekā svars uz Zemes.
3. solis. Nosakiet palaišanas iespēju
Palaišanas varbūtība ir laika posms, kad raķete jālaiž no Zemes, lai nolaistos vēlamajā apgabalā uz Mēness, ja vien ir pietiekami daudz gaismas, lai izpētītu nosēšanās zonu. Palaišanas koeficients faktiski tiek definēts divos veidos - ikmēneša koeficients un dienas koeficients.
- Ikmēneša izredzes izmanto nosēšanās zonu plānus, kas saistīti ar Zemi un sauli. Tā kā Zemes gravitācijas spēks piespiež Mēnesi vērsties vienā pusē pret Zemi, uz Zemi vērstās puses reģionā ir noteiktas izpētes misijas, lai radiosakari starp Zemi un Mēnesi būtu iespējami. Tiek izvēlēts laiks, kad saule spīd uz nosēšanās laukuma.
- Ikdienas iespējas izmanto palaišanas apstākļus, piemēram, kosmosa kuģa palaišanas leņķi, raķešu pastiprinātāja darbību un kuģa klātbūtni no palaišanas, lai izsekotu raķetes lidojuma gaitai. Iepriekš gaismas apstākļi lidmašīnas palaišanai bija svarīgi arī tāpēc, ka dienas laikā būtu vieglāk uzraudzīt atcelšanu uz palaišanas paliktņa vai pirms tā sasniegšanas orbītā, kā arī iespēja dokumentēt atcelšanas fotoattēlus. Dienasgaismas palaišana ir mazāk nepieciešama, jo NASA vairāk kontrolē misijas uzraudzību; Apollo 17 tika palaists naktī.
2. daļa no 3: Uz Mēnesi
1. solis. Sagatavojieties pacelšanās brīdim
Ideālā gadījumā raķete, kas vērsta uz Mēnesi, būtu jālaiž vertikāli, lai izmantotu Zemes rotācijas priekšrocības, lai palīdzētu sasniegt orbītas ātrumu. Tomēr NASA Apollo projekts ļāva pacelties 18 grādu leņķī jebkurā virzienā vertikāli, daudz netraucējot startam.
2. solis. Sasniedziet zemo Zemes orbītu
Lai izvairītos no Zemes pievilkšanās spēka, jāņem vērā divi ātrumi: bēgšanas ātrums un orbitālais ātrums. Bēgšanas ātrums ir ātrums, kas nepieciešams, lai pilnībā izbēgtu no planētas gravitācijas, savukārt orbitālais ātrums ir ātrums, kas nepieciešams, lai iekļūtu orbītā ap planētu. Bēgšanas ātrums uz Zemes virsmas ir aptuveni 25 242 jūdzes stundā (40 248 km/s), bet orbītas ātrums virs virsmas ir aptuveni 18 000 jūdzes stundā (7,9 km/s). Enerģija, lai sasniegtu orbītas ātrumu, ir mazāka par evakuācijas ātrumu.
Turklāt, turpinot attālināties no Zemes virsmas, orbitālo un evakuācijas ātrumu skaits samazinās. Bēgšanas ātrums ir aptuveni 1414 (kvadrātsakne no 2) reizes lielāks par orbitālo ātrumu
3. solis. Pārslēdzieties uz translunāro trajektoriju
Sasniedzot zemo Zemes orbītu un apstiprinot, ka visas kuģa sistēmas darbojas, ir pienācis laiks aktivizēt dzinējus un doties uz Mēnesi.
- Apollo projektā tas tika darīts, izšaujot pēdējo trīspakāpju dzinēju, lai virzītu kosmosa kuģi uz Mēnesi. Pa ceļam komandu/pakalpojumu modulis (komandu/servisa modulis, saīsināti CSM) atdalījās no trešā posma, apgriezās un piestiprinājās pie Mēness ekskursijas moduļa (Mēness ekskursijas modulis, saīsināts LEM), kas tika novietots augšpusē. trešais posms.
- Projekts Constellation plāno palaist apkalpotu raķeti un komandu kapsulas piestātni zemā Zemes orbītā, izmantojot izlidošanas posmu un kravas raķetes nesto Mēness nolaišanos. Izlidošanas posms pēc tam iedarbinās pastiprinātājus un nosūtīs kosmosa kuģi uz Mēnesi.
Solis 4. Sasniedziet Mēness orbītu
Tiklīdz kosmosa kuģis nonāk Mēness gravitācijas spēku, iedarbiniet pastiprinātāju, lai palēninātu to, un novietojiet to orbītā ap Mēnesi.
5. solis. Pārslēdzieties uz Mēness piezemētāju
Projektam Apollo un Project Constellation ir atsevišķi orbitālie un nosēšanās moduļi. Apollo vadības modulim bija nepieciešams, lai viens no trim astronautiem atrastos pie pilota stūres, bet pārējie divi astronauti iekāpa Mēness modulī. Projekta Constellation orbitālā kapsula ir veidota tā, lai tā būtu automatizēta, lai nepieciešamības gadījumā visi četri astronauti varētu iekāpt Mēness nolaišanās ierīcē.
6. solis. Nolaidieties līdz Mēness virsmai
Tā kā Mēnesim nav atmosfēras, raķetes tiek izmantotas, lai palēninātu Mēness nolaišanos līdz apmēram 160 km/h. Tas ir paredzēts, lai nodrošinātu nevainojamu un vienmērīgu nosēšanos, lai visi pasažieri būtu drošībā. Ideālā gadījumā plānotajai nosēšanās virsmai nevajadzētu būt lieliem akmeņiem; tas ir iemesls, kāpēc Klusuma jūra tika izvēlēta par Apollo 11 nosēšanās vietu.
7. Izpētiet
Pēc nolaišanās uz Mēness ir pienācis laiks spert vienu mazu soli un izpētīt Mēness virsmu. Kamēr esat tur, jūs varat savākt Mēness ieži un putekļus analīzei uz Zemes, un, ja uzņemat saliekamu Mēness braucēju, piemēram, Apollo 15, 16 un 17 misijās, jūs varat braukt pa Mēness virsmu līdz 18 km /h. (Mēness roveris darbojas ar akumulatoru un neizmanto dzinēja apgriezienus, jo tur nav gaisa, lai radītu motora apgriezienu skaņu.)
3. daļa no 3: Atpakaļ uz Zemi
Solis 1. Iepakojiet mantas un dodieties mājās
Kad Mēness darbs ir paveikts, iepakojiet visus paraugus un aprīkojumu un dodieties uz Mēness nolaišanās ierīci, lai dotos mājās.
Apollo Mēness modulis tika veidots divos posmos: lejupejošs posms, lai nolaistos uz Mēness, un pacelšanās posms, lai paceltu astronautus atpakaļ Mēness orbītā. Lejupejošais posms tika atstāts uz Mēness (kā arī Mēness braucējs)
Solis 2. Tuvojieties orbītā esošajam kuģim
Komandas modulis Apollo un orbītas kapsula Constellation bija paredzēti, lai astronauti no Mēness atgrieztos uz Zemes. Mēness nolaižamā materiāla saturs tika pārvietots uz orbītas, tad Mēness piezemētājs atdalījās un beidzot nokrita atpakaļ uz Mēness.
Solis 3. Atgriezieties uz Zemes
Apollo un Constellation pakalpojumu moduļu galvenie dzinēji tika atlaisti, lai izvairītos no Mēness gravitācijas, un kosmosa kuģis tika novirzīts atpakaļ uz Zemi. Ievadot Zemes gravitāciju, servisa moduļa dzinēji ir vērsti uz Zemi un tiek atlaisti vēlreiz, lai palēninātu komandu kapsulas darbību pirms izlādes.
4. solis. Sagatavojieties nolaišanās
Kapsulas vadības modulis/siltuma vairogs ir pakļauts, lai pasargātu astronautus no atmosfēras karstuma. Kuģim ienākot Zemes atmosfēras biezākajā daļā, tiek atvērts izpletnis, lai palēninātu kapsulas ātrumu.
- Apollo projektā komandu modulis ienāca jūrā tāpat kā NASA iepriekšējā pabeigtā komandētā misija, un to atguva Jūras spēku kuģis. Komandu modulis netiek izmantots atkārtoti.
- Projekts Constellation plāno nolaisties uz zemes, kā to darīja padomju pilotētā kosmosa misija. Ja zeme nav iespējama, tiek izmantota alternatīva nosēšanās jūrā. Komandas kapsula ir paredzēta remontam, nomainot tās siltuma vairogu, un pēc tam atkārtoti izmanto.
