La lluna és el cos celeste més proper a la Terra, la seva distància mitjana és de 384.403 km. El primer satèl·lit que va volar amb la lluna va ser Luna 1 des de Rússia, llançat el 2 de gener de 1959. Deu anys i mig després, la missió Apollo 11 va aterrar Neil Armstrong i Edwin "Buzz" Aldrin al mar de la tranquil·litat. 20 de 1969. Arribar a la Lluna va ser una tasca descoratjadora (segons John F. Kennedy) requereix la millor energia i habilitat.
Pas
Part 1 de 3: Planificar un viatge
Pas 1. Planifiqueu el viatge per etapes
Tot i que es diu que la ciència ficció popular només fa falta un coet per fer-ho tot, de fet el coet es divideix en diverses parts: arribar a l’òrbita terrestre baixa, transferir-se de la Terra a l’òrbita lunar, aterrar a la lluna i invertir tots aquests passos per tornar a la Terra.
- Algunes històries de ciència ficció representen una història més realista d’anar a la lluna portant astronautes a una estació espacial orbitant. Allà un petit coet connectat portarà els astronautes a la lluna i tornarà a l’estació. Tanmateix, aquest mètode no es va utilitzar a causa de la rivalitat entre els Estats Units i la Unió Soviètica; Les estacions espacials Skylab, Salyut i Estació Espacial Internacional es van fundar després de finalitzar el projecte Apollo.
- El projecte Apollo va utilitzar un coet Saturn V de tres etapes. L'etapa més baixa eleva el coet des de la pista fins a una altitud de 68 km, la segona etapa empeny el coet gairebé a l'òrbita baixa de la Terra i la tercera etapa l'empeny a l'òrbita i després cap a la lluna.
- El projecte Constellation proposat per la NASA per tornar a la lluna el 2018 consta de dos coets de dues etapes. Hi ha dos dissenys de coets en la primera etapa: Ares I, un escenari d’elevació de tripulants format per un coet de cinc segments i Ares V, un escenari d’elevació de tripulació i càrrega format per cinc motors de coets sota dipòsits de combustible externs més dos cinc impulsors de coets sòlids. -segment. La segona etapa per a les dues versions utilitza un sol motor de combustible líquid. El conjunt de treball pesat portarà la càpsula orbital lunar i l’aterratge, on es transportaran els astronautes quan s’acoblin els dos sistemes de coets.
Pas 2. Embalatge per al viatge
Com que la lluna no té atmosfera, heu de portar el vostre propi oxigen per respirar-hi i, quan passegeu per la superfície lunar, heu de portar un vestit espacial per protegir-vos de la calor ardent de les dues setmanes de llum del dia i del fred glaçador del a la nit, sense oblidar la radiació i els micrometeors que entren a l'atmosfera superficial de la lluna.
- També necessiteu menjar. La majoria dels aliments que consumeixen els astronautes han de ser liofilitzats i concentrats per reduir el pes, i després dissoldre’ls afegint aigua abans de menjar. Els astronautes també haurien de menjar una dieta rica en proteïnes per minimitzar la quantitat de residus que el cos produeix després de menjar.
- Tot el que porteu a l’espai augmenta el pes i augmenta la quantitat de combustible i coets que el transporten a l’espai, de manera que no heu de portar massa coses personals a l’espai. El pes a la lluna és 6 vegades superior al pes a la Terra.
Pas 3. Determineu l'oportunitat de llançament
La probabilitat de llançament és el període de temps per llançar un coet des de la Terra per aterrar a la zona desitjada de la Lluna, sempre que hi hagi prou llum per explorar la zona d’aterratge. Les probabilitats de llançament es defineixen de dues maneres: les probabilitats mensuals i les probabilitats diàries.
- Les probabilitats mensuals aprofiten els plans d’àrea d’aterratge relacionats amb la Terra i el sol. Atès que la gravetat de la Terra obliga la lluna a enfrontar-se al mateix costat que a la Terra, les missions exploratòries es defineixen a la regió del costat orientat a la Terra per permetre la comunicació per ràdio entre la Terra i la lluna. L’hora escollida és quan el sol brilla a la zona d’aterratge.
- Les oportunitats diàries aprofiten les condicions de llançament, com l’angle en què llança la nau espacial, el rendiment del coet i la presència del vaixell des del llançament per fer un seguiment del progrés del vol del coet. Anteriorment, les condicions de llum per al llançament de l'avió també eren importants perquè durant el dia seria més fàcil controlar la cancel·lació a la plataforma de llançament o abans que arribés a l'òrbita, així com la possibilitat de documentar les fotos de cancel·lació. Els llançaments a la llum del dia són menys necessaris perquè la NASA té més control sobre el control de la missió; Apollo 17 es va llançar a la nit.
Part 2 de 3: A la Lluna
Pas 1. Prepareu-vos per enlairar-vos
Idealment, un coet dirigit cap a la lluna hauria de llançar-se verticalment per aprofitar la rotació de la Terra per ajudar a aconseguir la velocitat orbital. Tot i això, el projecte Apollo de la NASA va permetre enlairar-se amb un angle de 18 graus en qualsevol direcció verticalment sense molta interferència amb el llançament.
Pas 2. Arribeu a una òrbita terrestre baixa
Per escapar de l'atracció gravitatòria de la Terra, hi ha dues velocitats a tenir en compte: la velocitat d'escapament i la velocitat orbital. La velocitat d’escapament és la velocitat necessària per escapar completament de la gravetat del planeta, mentre que la velocitat orbital és la velocitat necessària per entrar en òrbita al voltant del planeta. La velocitat d'escapament de la superfície terrestre és d'uns 40.248 km / s, mentre que la velocitat orbital a la superfície és d'uns 7.9 km / s. L’energia per assolir la velocitat orbital és inferior a la velocitat d’escapament.
A més, el nombre de velocitats orbitals i d’escapament disminueix a mesura que continueu allunyant-vos de la superfície terrestre. La velocitat d'escapament és aproximadament 1.414 (arrel quadrada de 2) vegades la velocitat orbital
Pas 3. Canvieu a la trajectòria translunar
Després d’arribar a l’òrbita terrestre baixa i confirmar que tots els sistemes del vaixell funcionen, és hora d’activar els propulsors i dirigir-se a la lluna.
- Al projecte Apollo, es va fer disparant un propulsor final de tres etapes per propulsar la nau espacial a la lluna. Al llarg del camí, el mòdul de comandament / servei (mòdul de comandament / servei, abreujat CSM) es va separar de la tercera etapa, es va girar i es va acoblar amb el mòdul d’excursió lunar (mòdul d’excursió lunar, abreujat LEM) que es portava a la part superior del tercera etapa.
- Project Constellation planeja llançar un coet amb tripulació i un moll de càpsules de comandament cap a l'òrbita baixa de la Terra mitjançant l'etapa de sortida i l'aterratge lunar portat per un coet de càrrega. L'etapa de sortida dispararà impulsors i enviarà la nau espacial a la lluna.
Pas 4. Arribeu a l'òrbita lunar
Un cop la nau espacial entra a la gravetat de la lluna, feu un impuls per frenar-la i col·loqueu-la en òrbita al voltant de la lluna.
Pas 5. Canvieu a l'aterratge lunar
Project Apollo i Project Constellation tenen mòduls orbitals i d’aterratge separats. El mòdul de comandament Apollo requeria que un dels tres astronautes estigués al timó del pilot, mentre que els altres dos astronautes pujaven al mòdul lunar. La càpsula orbital de Project Constellation està dissenyada per automatitzar-se, de manera que els quatre astronautes puguin pujar a l'aterratge lunar, si cal.
Pas 6. Descendiu fins a la superfície de la lluna
Com que la lluna no té atmosfera, els coets s’utilitzen per frenar l’aterratge lunar a una velocitat d’uns 160 km / h. Es tracta d’assegurar un aterratge perfecte i suau per garantir que tots els passatgers siguin segurs. L’ideal seria que la superfície d’aterratge prevista estigui lliure de roques grans; aquesta és la raó per la qual es va escollir el mar de la tranquil·litat com a lloc de desembarcament de l'Apollo 11.
Pas 7. Explorar
Després d’aterrar a la lluna, és hora de fer un petit pas i explorar la superfície lunar. Mentre esteu allà, podeu recollir roca i pols lunars per analitzar-los a la Terra i, si feu un rover lunar plegable com els de les missions Apollo 15, 16 i 17, podeu conduir per la superfície lunar fins a 18 km. / h. en punt. (El rover lunar funciona amb bateria i no utilitza revolucions del motor perquè no hi ha aire per emetre el so de les revolucions del motor).
Part 3 de 3: Tornar a la Terra
Pas 1. Feu les maletes i aneu a casa
Un cop feta la feina lunar, empaqueteu totes les mostres i equips i pugeu a la pista lunar per tornar a casa.
El mòdul lunar Apollo es va dissenyar en dues etapes: una etapa descendent per aterrar a la lluna i una etapa ascendent per elevar els astronautes de nou a l'òrbita lunar. L'etapa descendent es va deixar a la lluna (així com el rover lunar)
Pas 2. Apropeu-vos a la nau que orbita
El mòdul de comandament Apollo i la càpsula orbital de la Constel·lació van ser dissenyats per portar astronautes de la lluna a la Terra. El contingut del lander lunar es va transferir a l'òrbita, després el lander lunar es va separar i finalment va tornar a caure a la lluna.
Pas 3. Torna a la Terra
Els motors principals dels mòduls de servei Apollo i Constellation es van disparar per escapar de la gravetat de la Lluna i la nau espacial es va dirigir cap a la Terra. En entrar a la gravetat de la Terra, els propulsors del mòdul de servei es dirigeixen cap a la Terra i es tornen a disparar per frenar la càpsula de comandament abans de ser descarregats.
Pas 4. Prepareu-vos per aterrar
El mòdul de comandament / escut tèrmic de la càpsula està exposat per protegir els astronautes de la calor atmosfèrica. Quan el vaixell entra a la part més gruixuda de l’atmosfera terrestre, el paracaigudes s’obre per frenar la velocitat de la càpsula.
- Al projecte Apollo, el mòdul de comandament es va submergir al mar de la mateixa manera que l'anterior missió tripulada de la NASA i va ser recuperat per un vaixell de la Marina. El mòdul d'ordres no es reutilitza.
- Project Constellation planeja aterrar a terra, tal com havia fet la missió espacial tripulada soviètica. Si la terra no és possible, s'utilitza un desembarcament alternatiu al mar. La càpsula de comandament està dissenyada per reparar-se substituint el seu escut tèrmic i després reutilitzar-la.
