Res till månen

Månen är den himlakropp som ligger närmast jorden, med ett medelavstånd på 384 403 km. Den första sonden som gick runt månen var den ryska Luna 1, uppskjuten den 2 januari 1959. Tio år och sex månader senare, den 20 juli 1969, landade Apollo 11-uppdraget med Neil Armstrong och Edwin `Buzz` Aldrin på `Lugnhetens hav`. Att åka till månen är en uppgift som John F. Kennedy, kräver det yttersta av ens energi och färdigheter.

Steg

Del 1 av 3: Planera resan

Bild med titeln Gå till månen Steg 1
1. Planerar att gå i etapper. Trots allt-i-ett-rymdraketerna som är populära i science fiction-berättelser, är att åka till månen ett uppdrag som bäst delas upp i separata delar: att nå låg omloppsbana runt jorden, överlappa avståndet från jorden till månen, landa på månen och vända stegen för att återvända till jorden.
  • I några science fiction-berättelser som skildrade ett mer realistiskt förhållningssätt till att åka till månen, gick astronauter till en rymdstation i omloppsbana, där mindre raketer dockades som skulle ta dem till månen och tillbaka till rymdstationen. Eftersom USA konkurrerade med Sovjetunionen, antogs inte detta tillvägagångssätt; rymdstationerna Skylab, Salyut och den internationella rymdstationen sattes alla upp efter att Project Apollo avslutades.
  • Apollo-projektet använde trestegs Saturn V-raketen. Det nedre första steget lyfte hela uppskjutningsrampen till en höjd av 68 km, det andra steget förstärkte raketen nästan till låg omloppsbana om jorden, och det tredje steget sköt den in i omloppsbana och sedan till månen.
  • NASA:s 2018 Constellation Return to the Moon-projektet består av två olika tvåstegsraketer. Det finns två olika raketdesigner i första steget: en besättningsdesign med en enda femsegments raketbooster, Ares I, och en besättnings- och nyttolastdesign bestående av fem raketmotorer under en extern bränsletank kompletterad med två fasta femsegmentsraketboosters, Ares V. Det andra steget för båda versionerna använder en enda flytande bränslemotor. Den tunga raketen skulle bära månkapseln och månlandaren, dit astronauterna kommer att överföras när de två raketsystemen parar sig.
Bild med titeln Gå till månen Steg 2
2. Packa dina väskor för resan. Eftersom månen inte har någon atmosfär måste du ta med ditt eget syre så att du har något att andas medan du är där, och när du går runt månens yta måste du flytta runt i en rymddräkt för att skydda dig själv från den brännande hettan från den två veckor långa måndagen, eller den häpnadsväckande kylan från månens lika långa natt – för att inte tala om strålningen och mikrometeoroider som bristen på atmosfär utsätter ytan för.
  • Du måste också äta något. De flesta livsmedel som används av astronauterna i rymduppdrag måste frystorkas och koncentreras för att minska sin vikt och sedan göras ätbar genom att tillsätta vatten. De bör också vara proteinrika livsmedel för att begränsa mängden kroppsavfall som genereras efter att ha ätit (som du åtminstone kan tvätta bort med Tang).
  • Allt du tar med dig ut i rymden ökar vikten, vilket ökar mängden bränsle som krävs för att lyfta dem och raketen som bär dem ut i rymden, så du kan inte ta med dig för många personliga tillhörigheter ut i rymden - och de månstenarna kommer att väga sex gånger så mycket som mycket på jorden som de gör på månen.
  • Bild med titeln Gå till månen Steg 3
    3. Bestäm startfönstret. Ett uppskjutningsfönster är tidsintervallet för uppskjutning av raketen från jorden för att landa i önskat område av månen under en period när det finns tillräckligt med ljus för att utforska landningsområdet. Startfönstret definieras faktiskt på två sätt, som ett månadsfönster och ett dagligt fönster.
  • Det månatliga startfönstret beror på var den planerade landningsplatsen är i förhållande till jorden och solen. Eftersom jordens gravitation tvingar månen att hålla samma sida vänd mot jorden, valdes spaningsuppdrag i områden på den mot jorden vända sidan för att möjliggöra radiokommunikation mellan jorden och månen. Tidpunkten fick också väljas vid en tidpunkt då solen sken på landningsplatsen.
  • Det dagliga uppskjutningsfönstret använder uppskjutningsförhållandena såsom vinkeln vid vilken rymdskeppet skulle starta, prestandan hos boosterraketerna och närvaron av ett fartyg som går ner från uppskjutningen för att övervaka raketens flygframsteg. I början var ljusförhållandena för uppskjutningen viktiga, eftersom dagsljus gjorde det lättare att övervaka uppskjutningen vid uppskjutningsrampen eller nå jordens omloppsbana och att dokumentera uppskjutningen med bilder. När NASA fick mer övningsövervakningsuppdrag blev uppskjutningar i dagsljus mindre nödvändiga - Apollo 17 lanserades på natten.
  • Del 2 av 3: På väg till månen

    Bild med titeln Gå till månen Steg 4
    1. starta själv. Helst bör en raket riktad mot månen skjutas upp vertikalt för att dra fördel av jordens rotation för att lättare nå omloppshastighet. Under Apollo-projektet tillät NASA en möjlig räckvidd på 18 grader i båda riktningarna, utan att nämnvärt kompromissa med uppskjutningen.
    Bild med titeln Gå till månen Steg 5
    2. Nå låg omloppsbana om jorden. När man flyr från jordens tyngdkraft finns det två hastigheter att ta hänsyn till: flykthastigheten och omloppshastigheten. Flykthastighet är den hastighet som krävs för att helt undkomma en planets gravitation medan omloppshastighet är den hastighet som krävs för att komma in i omloppsbana runt en planet. Flykthastigheten från jordens yta är cirka 40.248 km/h eller 11,2 km/s). Orbital- eller omloppshastigheten från jordens yta är bara cirka 7,9 km/s -- det tar mindre energi för att nå omloppshastigheten än flykthastigheten.
  • Dessutom minskar värdena för omloppshastighet och utrymningshastighet när du kommer längre från jordens yta, där utrymningshastigheten alltid är cirka 1,414 (kvadratroten ur 2) gånger omloppshastigheten.
  • Bild med titeln Gå till månen Steg 6
    3. Övergång till en translunar bana. Efter att ha nått en låg omloppsbana om jorden och verifierat att alla fartygssystem fungerar, är det dags att tända propellerna och åka till månen.
  • Med Project Apollo gjordes detta genom att en sista gång avfyra tredjestegets thrusters för att driva rymdskeppet till månen. På vägen separerades kommando-/servicemodulen (CSM) från tredje etappen, vändes och kopplades ihop med månexkursionsmodulen (LEM) som bars i den övre delen av tredje etappen.
  • Inom Constellation-projektet är planen att skjuta upp raketen med besättningen och kommandokapseln i låg omloppsbana om jorden, där avgångssteget och månlandaren plockas upp av lastraketen. Avgångssteget skulle sedan avfyra sina propeller och skicka rymdskeppet till månen.
  • Bild med titeln Gå till månen Steg 7
    4. Nå månens omloppsbana. När rymdskeppet rör sig in i månens tyngdkraft, avfyra dragkrafterna för att sakta ner det och sätta det i omloppsbana runt månen.
    Bild med titeln Gå till månen Steg 8
    5. Flytta till månlandaren. Både Apollo-projektet och Constellation-projektet har separata orbital- och landningsmoduler. Apollo kommandomodul kräver att en av de tre astronauterna stannar kvar för att styra den, medan de andra två går ombord på månmodulen. Constellation-projektets orbitalkapsel är designad för att fungera automatiskt så att alla fyra astronauter som den designades för kan gå ombord på månlandaren, om så önskas.
    Bild med titeln Gå till månen Steg 9
    6. Gå ner till månens yta. Eftersom månen inte har någon atmosfär är det nödvändigt att använda raketer för att bromsa månlandaren till cirka 160 km/h för att säkerställa en mjuk landning och ännu långsammare för att säkerställa en mjuk landning för passagerare. Helst bör det planerade landningsområdet vara fritt från stora stenblock - det är därför Stillhetens hav valdes som landningsplats för Apollo 11.
    Bild med titeln Gå till månen Steg 10
    7. Utforska området. När du väl har landat på månen är det dags att ta det där lilla steget och utforska månens yta. Där kan du samla månstenar och damm för analys på jorden, och om du tar med dig en hopfällbar månrover som Apollo 15, 16 och 17-uppdragen gjorde, kan du till och med köra runt månytan med en hastighet av 18 km/h. (Besvär inte att köra motorn - enheten drivs på batterier, och det finns ingen luft för att bära ljudet av en motor i gång i alla fall.)

    Del 3 av 3: Återvända till jorden

    Bild med titeln Gå till månen Steg 11
    1. Packa ihop och gå hem. Efter att ha gjort affärer på månen, packa dina monster och verktyg och gå ombord på din månlandare för återresan.
    • Apollo mastermodul är designad i två faser: ett nedstigningssteg för att ta det till månen och ett uppskjutningssteg för att föra astronauterna tillbaka i omloppsbana runt månen. Nedstigningstrappan lämnades på månen (och därmed även månrovern).
    Bild med titeln Gå till månen Steg 12
    2. Para ihop med orbitalskeppet. Apollo kommandomodul och Constellation orbital kapseln är båda designade för att föra astronauter tillbaka till jorden från månen. Innehållet i månlandarna överförs till omloppsbanorna, och månlandarna kopplas sedan bort och så småningom kraschar in i månen.
    Bild med titeln Gå till månen Steg 13
    3. Återvänd till jorden. Huvudpropellern i Apollo- och Constellation-modulerna avfyras för att undkomma månens gravitation, och rymdskeppet skickas tillbaka till jorden. När man kommer in i jordens gravitation riktas en propeller mot jorden och avfyras igen för att bromsa kommandokapseln innan den startas.
    Bild med titeln Gå till månen Steg 14
    4. Fortsätt till en landning. Kommandomodulens (kapsel) värmesköld är utplacerad för att skydda astronauterna från värmen från nedstigningen till atmosfären. När fartyget går in i den tjockare delen av jordens atmosfär sätts fallskärmar ut för att ytterligare bromsa kapseln.
  • På Apollo-projektet kraschade kommandomodulen i havet, som tidigare bemannade NASA-uppdrag hade gjort, och återhämtades senare av ett marinfartyg. Kommandomodulerna återanvändes inte.
  • För Constellation-projektet är planen att landa på fast mark, som de bemannade sovjetiska rymduppdragen har gjort tidigare, och vid behov landa i havet. Kommandokapseln är designad för att kunna återanvändas och ersätter värmeskölden med en ny.
  • Tips

    • Privata företag börjar gradvis börja rymdresor. Förutom Richard Bransons Virgin Galactic som planerar att erbjuda suborbitala flygningar ut i rymden, piloteras ett företag som heter Space Adventures, som planerar att ingå avtal med Ryssland för att skjutsa två personer runt månen i en Soyuz-rymdfarkost som drivs av en utbildad kosmonaut, till en kostnad av 100 USD miljoner per biljett.

    Varningar

    • Vet att de flesta månuppdrag kräver noggranna utrustningstester före uppskjutning. Apollo 11-uppdraget som landade Armstrong och Aldrin föregicks av fyra bemannade uppdrag som testade kommandomodulen (Apollo 7) och månlandaren (Apollo 9 och 10), samt förmågan att gå från jorden för att kretsa runt månen och tillbaka igen (Apollo 8 och 10). Astronauterna var också tvungna att genomgå regelbundna konditionstester och träning i användningen av sin utrustning. Tre astronauter dog också i en brand under Apollo 1.

    Оцените, пожалуйста статью