Як злітати на Місяць
Місяць - найближчий до Землі великий космічний об`єкт, розташований від неї на відстані 384.403 км (238.857 миль). Першим космічним модулем, запущеним до Місяця, був радянський корабель Місяць 1, що вилетів 2 січня 1959. Через десять років і шість місяців, 20 липня 1969, Аполлон 11 висадив Ніла Армстронга і Базза Олдріна на Морі Спокою. Якщо перефразувати Джона Кеннеді, для польоту на Місяць потрібна максимальна кількість енергії та майстерності.
Кроки
Частина 1 з 3: Планування польоту
1
Ретельно сплануйте всі етапи. Хоча у фантастичних оповіданнях і популярні космічні кораблі, що дозволяють виробляти будь-які дії, політ на Місяць слід розбити на кілька окремих етапів: досягнення низької навколоземної орбіти, переліт із земною на місячну орбіту, примісячення, відповідні кроки щодо повернення на Землю.- У деяких фантастичних творах подорож на Місяць описано більш реалістично: космонавти прибувають на навколоземну орбітальну станцію, на якій розташовані невеликі ракети, що доставляють їх далі до Місяця і назад на станцію. З огляду на те, що США змагалися з Радянським Союзом, цей підхід не був реалізований- після здійснення проекту Аполлон космічні станції Скайлеб, Салют і Міжнародна космічна станція були занедбані.
- У проекті Аполлон використовувалася триступенева ракета Сатурн V. Перший ступінь виводила комплекс на висоту 68 км (42 милі), друга - практично на нижню навколоземну орбіту, і нарешті третя служила для польоту з цієї орбіти на Місяць.
- Запропонований НАСА проект Сузір`я з повторного польоту на Місяць в 2018 році передбачає використання двох різних двоступеневих ракет. Ці ракети мають різні конструкції першого ступеня: у ракеті, призначеної лише для перевезення екіпажу, використовується єдиний п`яти-секційний двигун Арес I, в той час як конструкція ракети, що перевозить вантаж і екіпаж передбачає два окремих п`яти-секційних твердопаливних двигуна Арес V, розташованих нижче зовнішнього паливного бака. У другій ступені обох ракет використовується однаковий рідкопаливний двигун. Важка ракета здатна підняти в космос місячну орбітальну капсулу і спусковий апарат, які потім на навколоземній орбіті космонавти перенавантажуватимуть на другу ракету.
2
Забезпечення польоту. Оскільки на Місяці немає атмосфери, для польоту на неї необхідно взяти з собою запас кисню, щоб було чим дишать- при пересуванні по місячній поверхні потрібен космічний скафандр для захисту від палючої спеки місячного дня, що триває два тижні, і від крижаного холоду такий же тривалої місячної ночі, не кажучи вже про випромінювання і мікрометеоритів, що досягають поверхні Місяця в зважаючи на відсутність атмосфери.- Вам знадобиться також їжа. Більшість продуктів, які споживаються космонавтами під час польотів є концентратами, підданими заморожування і сушіння з метою зменшення веса- на орбіті космонавти відновлюють їх, додаючи воду перед їжею. Їжа також повинна бути багатою білками, щоб зменшити кількість відходів (щоб ви могли прочистити кишечник, просто випивши фруктовий напій).
- Все, що ви берете з собою в космос, додає вагу до загального вантажу, збільшуючи тим самим кількість палива, необхідного для виведення цього вантажу на орбіту, тому космонавти не беруть багато особистих речей-наприклад, якщо прихопити з Місяця гарний камінь, то на Землі він буде важити в 6 разів більше, ніж на її природному супутнику.
3
Визначте час польоту. Протягом цього часу ви повинні встигнути долетіти до Місяця і примісячитися в досить освітленому місці на її поверхні, щоб можна було без праці вивчити її. Зазвичай визначали день місяця і конкретний час цього дня.- День місяця слід вибирати таким чином, щоб плановане місце примісячення розташовувалося вигідно по відношенню до Землі і Сонця. Оскільки Місяць постійно обернений до Землі однією стороною, польоти здійснювалися саме на цю сторону для того, щоб не переривався зв`язок космонавтів із Землею. Час польоту вибиралося також так, щоб місце примісячення було освітлено Сонцем.
- Точний час вильоту визначається таким чином, щоб умови старту, такі як кут зльоту ракети, функціонування її двигунів, відсутність в зоні запуску перешкод та інших літальних апаратів, були найбільш сприятливі. Раніше намагалися запускати ракети в денний час, оскільки це полегшувало пошук несправностей перед стартом і до виходу на орбіту, а також їх фотозйомку. Проте з плином часу НАСА накопичило досвід запусків, і тепер вони можуть здійснюватися і в нічний час: наприклад, Аполлон 17 стартував вночі.
Частина 2 з 3: На Місяць у що б то не стало!
1
Старт. Краще всього, якщо направляється на Місяць ракета злетить вертикально вгору, щоб використовувати для виходу на орбіту відцентрову силу, обумовлену обертанням Землі. Тим не менш, в проекті Аполлон НАСА пом`якшило вимоги і допускало відхилення від вертикалі до 18 градусів.
2
Вихід на низьку навколоземну орбіту. У процесі подолання сили тяжіння Землі важливі дві швидкості: швидкість втечі і орбітальна швидкість. Швидкість тікання - це швидкість, достатня для повного подолання сили тяжіння планети, а величина орбітальної швидкості достатня для виходу на орбіту навколо планети. Швидкість тікання на земній поверхні становить 40.248 км / год, або 11,2 км / с (25.000 миль на годину або 7 миль в секунду), а орбітальна - 7,9 км / с (18.000 миль на годину). Таким чином, легше досягти орбітальної швидкості, ніж швидкості втечі.- У міру віддалення від поверхні Землі зменшуються і значення швидкості втечі і орбітальної швидкості, причому перша швидкість завжди перевищує орбітальну приблизно в 1,414 раза (корінь квадратний з 2).
3
Перехід на місячну траєкторію. Після досягнення нижньої навколоземної орбіти і контрольної перевірки правильної роботи всіх систем корабля саме час запустити його двигуни і попрямувати до Місяця.- У проекті Аполлон це було здійснено за допомогою запуску двигунів третього ступеня, які й направили корабель до Місяця. Потім, вже по дорозі до супутника, командний модуль відокремився від третього ступеня, розвернувся і примісячився за допомогою місячного модуля, що розташовувався у верхній частині третій ступені.
- У проекті Сузір`я капсулу з командою космонавтів планується вивести на земну орбіту спеціальної ракетою окремо від місячного модуля, який буде доставлений на орбіту вантажний ракетою. Потім космонавти пересядуть на цей модуль, і двигуни направлять його до Місяця.
4
Досягнення орбіти Місяця. Коли корабель вступає в поле дії сили тяжіння Місяця, реактивні двигуни сповільнюють його, і він починає обертатися навколо земного супутника.
5
Перехід на посадковий модуль. В обох проектах, Аполлон і Сузір`я, орбітальний і посадочний місячні модулі розділені. У проекті Аполлон було потрібно, щоб один з трьох космонавтів залишався в орбітальному модулі і керував ним, в той час як два інших пересіли в посадковий модуль і успішно примісячилися. Проект Сузір`я передбачає автоматичне управління орбітальної капсулою, тому всі четверо космонавтів при бажанні зможуть пересісти в посадковий модуль.
6
Спуск на місячну поверхню. Оскільки на Місяці немає атмосфери, для гальмування посадкового модуля до швидкостей близько 160 км / год (100 миль на годину), що забезпечують відносно м`яку посадку і безпеку екіпажу, необхідно використовувати ракети. Краще всього, якщо посадочний майданчик буде рівною і вільною від великих каменів-саме з цієї причини для примісячення Аполлона 11 було обрано Море Спокою.
7
Дослідження. Після вдалої посадки можна вийти з модуля, щоб трохи прогулятися і вивчити поверхню Місяця. Можна позбирати місячні камені і пил для подальших досліджень на Землі, а якщо ви прихопили з собою розкладний місячний всюдихід, як це було зроблено в місіях Аполлон 15, 16 і 17, то можете навіть покататися по місячній поверхні зі швидкістю до 18 км / год ( 11,2 милі на годину). При цьому не бійтеся тиснути на газ - всюдихід працює від електричної батареї, а оскільки на Місяці немає повітря, ви все одно не почуєте рев мотора.
Частина 3 з 3: Повернення на Землю
1
Зберіться в зворотний шлях. Після виконання місії на Місяці упакуйте зібрані зразки місячного ґрунту та інструменти, завантажити в посадковий модуль для зворотного шляху.- Місячний модуль Аполлона складався з двох частин: ступені для спуску на Місяць і ступені, що доставляє екіпаж назад на місячну орбіту. При цьому ступінь для спуску оставлялась на Місяці (як і місячний всюдихід).
2
Пришвартуються до орбітального модуля. І командний модуль Аполлона, і орбітальна капсула Сузір`я пристосовані для доставки космонавтів з Місяця назад на Землю. Вміст посадкової капсули перевантажується в орбітальний модуль, після чого капсула відчіплюється, падаючи через деякий час на поверхню Місяця.
3
Назад до Землі. Включається головний двигун Аполлона або Сузір`я, що дозволяє подолати гравітаційне поле Місяця, і корабель прямує назад до Землі. При попаданні корабля в поле дії земного тяжіння головний двигун розгортається у напрямку до Землі і знову уповільнює командну капсулу перед тим, як бути відкинутим.
4
Приземлення. Командний модуль (капсула) оснащений ефективною термоізоляцією, що оберігає космонавтів від перегріву при польоті в земній атмосфері. При вході капсули у верхні шари атмосфери випускаються парашути, що сприяють подальшому гальмування.- У проекті Аполлон командний модуль падав в океан, як і в більш ранніх місіях НАСА із запуску космонавтів, а потім розшукувався і підбирався військовим кораблем. При цьому командний модуль був одноразовим.
- У проекті Сузір`я планується приземлення на сушу, як це робилося в пілотованих космічних програмах Радянського Союзу, а падіння в океан передбачено в якості резервної заходи, якщо приземлення на сушу з яких-небудь причин виявиться неприйнятним. Після необхідного ремонту і заміни теплоізоляційного покриття командну капсулу можна буде використовувати повторно.
Поради
- Поступово в проекти по польоту на Місяць залучаються приватні компанії. Крім компанії Річарда Бренсона Virgin Galactic, що пропонує здійснювати суборбітальні космічні польоти, компанія Space Adventures планує у співпраці з Росією запускати 2 людей навколо Місяця на кораблі Союз, пілотованому досвідченим космонавтом- вартість одного квитка навколо Місяця складе 100 млн американських доларів.
Попередження
- Врахуйте, що перед польотом на Місяць необхідна ретельна перевірка і випробування всього устаткування. Аполлон 11 доставив на супутник Армстронга і Олдріна, але йому передували чотири пілотованих польоту з метою випробування командного модуля (Аполлон 7), посадкової капсули (Аполлон 9 і 10), і можливості доставити команду з Землі на місячну орбіту і назад (Аполлон 8 і 10 ). Також космонавти повинні постійно тренуватися, освоїти нове обладнання і бути в прекрасній фізичній формі.
