Månen er den nærmeste krop i rummet til Jorden, med en gennemsnitlig afstand på 238, 857 miles (384, 400 km). Den første sonde til at flyve af månen var den russiske Luna 1, der blev lanceret den 2. januar 1959. Ti år og seks måneder senere landede Apollo 11 -missionen Neil Armstrong og Edwin “Buzz” Aldrin på Ro of Sea den 20. juli 1969. At gå til månen er en opgave, der for at omskrive John F. Kennedy kræver det bedste af ens kræfter og evner.
Trin
Del 1 af 3: Planlægning af turen
Trin 1. Planlæg at gå i etaper
På trods af alt-i-et-raketskibe, der er populære i science fiction-historier, er det at gå til månen en mission, der bedst brydes i separate dele: at opnå lav-jord-bane, overføre fra jorden til månens bane, lande på månen og vende trinene at vende tilbage til Jorden.
- Nogle science fiction -historier, der skildrede en mere realistisk tilgang til at gå til månen, havde astronauter til at gå i en kredsende rumstation, hvor der blev anlagt mindre raketter, der ville tage dem til månen og tilbage til stationen. Fordi USA var i konkurrence med Sovjetunionen, blev denne fremgangsmåde ikke vedtaget; rumstationerne Skylab, Salyut og den internationale rumstation blev alle sat op efter Project Apollo var slut.
- Apollo-projektet brugte Saturn V-raketten i tre faser. Den nederste første etape løftede forsamlingen fra affyringsrampen til en højde på 68 km, den anden etape øgede den næsten til lav jordbane, og den tredje fase skubbede den i kredsløb og derefter mod månen.
- Konstellationsprojektet foreslået af NASA for en tilbagevenden til månen i 2018 består af to forskellige to-trins raketter. Der er to forskellige raketdesign i første etape: et løftetrin, der kun er besætning, og som består af en enkelt fem-segment raketforstærker, Ares I og et løftetrin til besætning og last, der består af fem raketmotorer under en ekstern brændstoftank suppleret med to fem-segmenters massive raketforstærkere, Ares V. Anden etape for begge versioner bruger en enkelt-flydende brændstofmotor. Tunge løftesamlingen ville bære månekredsløbskapslen og landeren, som astronauterne ville overføre til, når de to raketsystemer lægger til.
Trin 2. Pak til turen
Fordi månen ikke har nogen atmosfære, skal du medbringe dit eget ilt, så du har noget at trække vejret, mens du er der, og når du spadserer rundt på månens overflade, skal du være i en rumdragt for at beskytte dig selv mod den brændende varme fra den to uger lange månedag eller den lige så lange månenat sindsløvende kulde-for ikke at tale om strålingen og mikro-meteoroider, den manglende atmosfære udsætter overfladen for.
- Du skal også have noget at spise. De fleste af de fødevarer, astronauterne bruger i rummissioner, skal frysetørres og koncentreres for at reducere deres vægt og derefter rekonstitueres ved at tilføje vand, når de spises. De skal også være proteinrige fødevarer for at minimere mængden af kropsaffald, der genereres efter at have spist. (I det mindste kan du vaske dem ned med Tang.)
- Alt, hvad du tager i rummet med dig, tilføjer vægt, hvilket øger mængden af brændstof, der er nødvendigt for at løfte den og raketten, der bærer den ud i rummet, så du ikke vil kunne tage for mange personlige effekter ud i rummet - og disse månestene vil veje 6 gange så meget på Jorden som på månen.
Trin 3. Bestem startvinduet
Et lanceringsvindue er tidsintervallet for opsendelse af raketten fra Jorden for at kunne lande i det ønskede område af månen i en tid, hvor der ville være tilstrækkeligt lys til at udforske landingsområdet. Lanceringsvinduet blev faktisk defineret på to måder, som et månedligt vindue og et dagligt vindue.
- Det månedlige opsendelsesvindue drager fordel af, hvor det planlagte landingsområde er i forhold til Jorden og solen. Fordi Jordens tyngdekraft tvinger månen til at holde den samme side vendt mod Jorden, blev udforskningsmissioner valgt i områder på den jordvendte side for at gøre radiokommunikation mellem Jorden og månen mulig. Tiden skulle også vælges på et tidspunkt, hvor solen skinnede på landingsområdet.
- Det daglige udsendelsesvindue drager fordel af opsendelsesforhold, såsom den vinkel, hvormed rumfartøjet ville blive affyret, udførelsen af boosterraketter og tilstedeværelsen af et skibs nedside fra opsendelsen for at spore rakettens flyvefremgang. Tidligt var lysforholdene for opsendelse vigtige, da dagslys gjorde det lettere at overvåge aborter på affyringspladen eller før man nåede en bane, samt at kunne dokumentere aborter med fotografier. Efterhånden som NASA fik mere praksis med at føre tilsyn med missioner, var dagslysoptagelser mindre nødvendige; Apollo 17 blev lanceret om natten.
Del 2 af 3: Til månen eller buste
Trin 1. Løft af
Ideelt set bør en raket på vej mod månen blive affyret lodret for at udnytte Jordens rotation for at hjælpe den med at opnå omdrejningshastighed. I Project Apollo tillod NASA imidlertid et muligt område på 18 grader i begge retninger fra lodret uden at gå på kompromis med lanceringen.
Trin 2. Opnå lav jordbane
Ved at undslippe træk fra Jordens tyngdekraft er der to hastigheder at overveje: flugthastighed og kredsløbshastighed. Flugthastighed er den hastighed, der er nødvendig for at undslippe en planets tyngdekraft fuldstændigt, mens kredsløbshastighed er den hastighed, der er nødvendig for at gå i kredsløb omkring en planet. Flugthastighed for Jordens overflade er ca. Banehastighed for Jordens overflade er kun omkring 18.000 mph (7,9 km/s); det tager mindre energi at opnå orbitalhastighed end flugthastighed.
Desuden falder værdierne for kredsløb og flugthastighed, jo længere væk fra Jordens overflade du kommer, med flugthastighed altid omkring 1.414 (kvadratroden af 2) gange omløbshastighed
Trin 3. Overgang til en trans-månens bane
Efter at have opnået en lav jordbane og kontrolleret, at alle skibssystemer er funktionelle, er det tid til at affyre thrustere og gå til månen.
- Med Project Apollo blev dette gjort ved at affyre thrusterne i tredje etape for sidste gang for at drive rumfartøjet mod månen. Undervejs adskilte kommando/servicemodulet (CSM) sig fra den tredje etape, vendte om og lagde til med månens ekskursionsmodul (LEM) båret i den øverste del af den tredje etape.
- Med Project Constellation er planen at få raketten til at bære mandskabet og dens kommandokapsel lægge til i en lav jordbane med afgangsfasen og månelanderen bragt op af lastraketten. Afgangsfasen ville derefter affyre dens thrustere og sende rumfartøjet til månen.
Trin 4. Opnå månens bane
Når rumfartøjet kommer ind i månens tyngdekraft, affyrer thrusterne for at bremse det og placere det i kredsløb om månen.
Trin 5. Overførsel til månelanderen
Både Project Apollo og Project Constellation har separate orbital- og landingsmoduler. Apollo -kommandomodulet krævede, at en af de tre astronauter blev tilbage for at styre det, mens de to andre gik ombord på månemodulet. Project Constellations orbitalkapsel er designet til at blive kørt automatisk, så alle fire af de astronauter, den er designet til at bære, kan komme ombord på sin månelander, hvis det ønskes.
Trin 6. Ned til månens overflade
Fordi månen ikke har atmosfære, er det nødvendigt at bruge raketter til at bremse månelanders nedstigning til cirka 100 km/t (160 km/t) for at sikre en intakt landing og langsommere for at sikre sine passagerer en blød landing. Ideelt set bør den planlagte landingsflade være fri for betydelige kampesten; det er derfor, havet af ro blev valgt som landingssted for Apollo 11.
Trin 7. Udforsk
Når du lander på månen, er det tid til at tage det ene lille skridt og udforske månens overflade. Mens du er der, kan du samle månestene og støv til analyse på Jorden, og hvis du medbragte en sammenklappelig månens rover som Apollo 15, 16 og 17 missioner gjorde, kan du endda hot-rod på månens overflade med op til 11,2 18 km/t. (Gør dog ikke noget ved at omdanne motoren; enheden er batteridrevet, og der er alligevel ingen luft til at bære lyden af en omdrejningsmotor.)
Del 3 af 3: Tilbage til jorden
Trin 1. Pak sammen og gå hjem
Når du har gjort din forretning på månen, skal du pakke dine prøver og værktøjer op og stige ombord på din månelander til hjemrejsen.
Apollo månemodul blev designet i to faser: et nedstigningsstadium for at få det ned til månen og et opstigningsstadium for at løfte astronauterne tilbage i månens kredsløb. Nedstigningsstadiet blev efterladt på månen (og det var også månens rover)
Trin 2. Dock med det kredsende fartøj
Apollo -kommandomodulet og Constellation orbital -kapslen er begge designet til at tage astronauter fra månen tilbage til Jorden. Indholdet af månelanderne overføres til kredsløbene, og månelanderne landes derefter uden for dokken for til sidst at styrte tilbage til månen.
Trin 3. Gå tilbage til Jorden
Hovedpropelleren på servicemodulerne Apollo og Constellation affyres for at undslippe månens tyngdekraft, og rumfartøjet ledes tilbage til Jorden. Ved indtastning af Jordens tyngdekraft peges servicemodulets thruster mod Jorden og affyres igen for at bremse kommandokapslen, før den køres ud.
Trin 4. Gå til en landing
Kommandomodulet/kapselens varmeskjold er udsat for at beskytte astronauterne mod varmen ved genindtræden. Da fartøjet kommer ind i den tykkere del af Jordens atmosfære, bruges faldskærme for at bremse kapslen yderligere.
- For Project Apollo sprøjtede kommandomodulet ned i havet, som tidligere bemandede NASA -missioner havde gjort, og blev genoprettet af et flådefartøj. Kommandomodulerne blev ikke genbrugt.
- For Project Constellation er planen at røre land, som sovjetbemandede rummissioner gjorde, med sprøjtning i havet en mulighed, hvis touchdown på land ikke er mulig. Kommandokapslen er designet til at blive renoveret, erstatte sit varmeskjold med et nyt og genbruges.
