הירח הוא הגוף השמימי הקרוב ביותר לכדור הארץ, מרחקו הממוצע הוא 384,403 ק"מ. הלוויין הראשון שטס עם הירח היה לונה 1 מרוסיה, שוגרה ב -2 בינואר 1959. כעבור עשר שנים וחצי, הנחיתה משימת אפולו 11 את ניל ארמסטרונג ואדווין "באז" אולדרין בים השלווה ביולי. 20, 1969. הגעה לירח הייתה משימה מרתיעה. (על פי ג'ון קנדי) דורשת את מירב האנרגיה והמיומנות.
שלב
חלק 1 מתוך 3: תכנון טיול
שלב 1. תכנן את הטיול בשלבים
למרות שמספר המדע הבדיוני הפופולרי נאמר כי נדרשת רק ספינת רקטות כדי לעשות הכל, למעשה ספינת הרקטות מחולקת למספר חלקים: להגיע למסלול כדור הארץ הנמוך, להעביר מכדור הארץ למסלול הירח, לנחות על הירח ול הפוך את כל השלבים האלה. לחזור לכדור הארץ.
- כמה מסיפורי מדע בדיוני מתארים סיפור מציאותי יותר של ירח לירח על ידי לקיחת אסטרונאוטים לתחנת חלל המקיפה. שם רקטה קטנה מחוברת תיקח אסטרונאוטים לירח ובחזרה לתחנה. אולם שיטה זו לא שימשה בגלל היריבות בין ארצות הברית לברית המועצות; תחנות החלל Skylab, Salyut ותחנת החלל הבינלאומית נוסדו לאחר סיום פרויקט אפולו.
- בפרויקט אפולו נעשה שימוש ברקטת שבתאי V בת שלושה שלבים. השלב הנמוך ביותר מרים את הרקטה מהמסלול לגובה של 68 ק"מ, השלב השני דוחף את הרקטה כמעט למסלול כדור הארץ הנמוך, והשלב השלישי דוחף אותה למסלול ולאחר מכן לכיוון הירח.
- פרויקט קבוצת הכוכבים שהציעה נאס"א לחזור לירח בשנת 2018 מורכב משתי רקטות דו-שלביות. ישנם שני עיצובים של רקטות בשלב הראשון: ארס I, שלב הרמת צוות המורכב ממגביר טילים אחד בן חמישה קטעים, וארס V, שלב הרמת צוות ומטענים המורכב מחמישה מנועי רקטות מתחת למיכלי דלק חיצוניים בתוספת שני חמישה מגבירי טילים מוצקים.. -מקטע. השלב השני עבור שתי הגרסאות משתמש במנוע דלק נוזלי יחיד. האסיפה הכבדה תישא את קפסולת מסלול הירח והנחתה, אליה יועברו אסטרונאוטים כאשר שתי מערכות הרקטות עוגנות.
שלב 2. לארוז את הטיול
מכיוון שלירח אין אטמוספירה, עליך לשאת חמצן משלך לנשום לשם, וכאשר אתה מסתובב על פני הירח, עליך ללבוש חליפת חלל כדי להגן מפני החום הקופח של שבועיים של אור היום והקור הקפוא של האזור. בשמים. בלילה, שלא לדבר על הקרינה והמיקרומטר שנכנסים לאטמוספירת פני הירח.
- צריך גם אוכל. רוב המזון הנצרך על ידי אסטרונאוטים חייב להיות מיובש בהקפאה ומרוכז כדי להפחית את המשקל, ואז להמיס אותו על ידי הוספת מים לפני האכילה. אסטרונאוטים צריכים גם לאכול דיאטה עתירת חלבונים כדי למזער את כמות הפסולת שהגוף מייצר לאחר האכילה.
- כל מה שאתה לוקח לחלל מוסיף משקל ומגדיל את כמות הדלק והרקטות שנושאות אותו לחלל, כך שלא כדאי לקחת יותר מדי דברים אישיים לחלל. המשקל על הירח גדול פי 6 מהמשקל על כדור הארץ.
שלב 3. קבע את הזדמנות ההשקה
הסתברות השיגור היא פרק הזמן לשיגור רקטה מכדור הארץ על מנת לנחות באזור הרצוי על הירח, כל עוד יש מספיק אור לחקור את אזור הנחיתה. סיכויי השקה מוגדרים למעשה בשתי דרכים, סיכויים חודשיים וסיכויים יומיים.
- סיכויים חודשיים מנצלים תוכניות אזור נחיתה הקשורות לכדור הארץ ולשמש. מכיוון שכוח הכבידה של כדור הארץ מאלץ את הירח להתמודד עם אותו צד שלו לכדור הארץ, מוגדרות משימות חקר באזור הצד הפונה לכדור הארץ כדי לאפשר תקשורת רדיו בין כדור הארץ לירח. הזמן שנבחר הוא כאשר השמש זורחת על אזור הנחיתה.
- הזדמנויות יומיות מנצלות את תנאי השיגור, כמו הזווית בה שיגרה החללית, ביצועי מגביר הרקטות ונוכחות הספינה משיגור כדי לעקוב אחר התקדמות טיסת הרקטה. בעבר גם תנאי האור לשיגור המטוס היו חשובים מכיוון שבמהלך היום יהיה קל יותר לעקוב אחר הביטול בכרית השיגור או לפני שהגיע למסלול, כמו גם היכולת לתעד את תמונות הביטול. שיחות לאור יום פחות נחוצות מכיוון של- NASA יש יותר שליטה על ניטור משימות; אפולו 17 הושק בלילה.
חלק 2 מתוך 3: אל הירח
שלב 1. התכונן להמראה
באופן אידיאלי, רקטה לכיוון הירח צריכה להיות משוגרת אנכית כדי לנצל את סיבוב כדור הארץ בכדי לסייע בהשגת מהירות מסלול. עם זאת, פרויקט אפולו של נאס א איפשר להמריא בזווית של 18 מעלות לכל כיוון אנכית ללא הפרעה רבה לשיגור.
שלב 2. להגיע למסלול כדור הארץ הנמוך
כדי להימלט ממשיכת הכבידה של כדור הארץ, יש לקחת בחשבון שתי מהירויות: מהירות הבריחה ומהירות המסלול. מהירות הבריחה היא המהירות הנדרשת כדי להימלט לחלוטין מכוח הכבידה של הכוכב, ואילו מהירות המסלול היא המהירות הנדרשת בכניסה למסלול סביב כדור הארץ. מהירות הבריחה לפני השטח של כדור הארץ היא כ -25,000 קמ"ש (40,248 קמ"ש), ואילו מהירות המסלול על פני השטח היא כ -18,000 קמ"ש (7.9 קמ"ש). האנרגיה להגיע למהירות המסלול פחותה ממהירות הבריחה.
יתר על כן, מספר מהירויות המסלול והבריחה יורד ככל שאתה ממשיך להתרחק מפני השטח של כדור הארץ. מהירות הבריחה היא בערך 1,414 (שורש מרובע של 2) מהירות המסלול
שלב 3. עבור למסלול התרגום
לאחר שהגענו למסלול כדור הארץ הנמוך ואישרנו כי כל המערכות על הספינה פועלות, הגיע הזמן להפעיל את הדחפים ולצאת לירח.
- בפרויקט אפולו, הדבר בוצע על ידי ירי של דחף סופי בן שלושה שלבים להנעת החללית לירח. בדרך, מודול הפיקוד/שירות (מודול פקודה/שירות, CSM מקוצר) נפרד מהשלב השלישי, הסתובב ועגון עם מודול טיול הירח (מודול טיול ירח, מקוצר LEM) שנשא בחלקו העליון של שלב שלישי.
- פרויקט קונסטלציה מתכנן לשגר רקטה מאוישת וכמוסת פיקוד למעגל כדור הארץ הנמוך באמצעות הבמה היוצאת ונחתת הירח שנשאה על ידי רקטת מטען. לאחר מכן, השלב היוצא ישגר מאיצים וישלח את החללית לירח.
שלב 4. להגיע למסלול ירח
ברגע שהחללית נכנסת לכוח הכבידה של הירח, יורים מגבר שיאט אותו ויציבו במסלול סביב הירח.
שלב 5. עבור לנחיתה הירח
לפרויקט אפולו ול- Project Constellation יש מודולי מסלול ונחיתה נפרדים. מודול הפיקוד של אפולו דרש מאחד משלושה אסטרונאוטים לעמוד בראשות הטייס, בעוד ששני האסטרונאוטים האחרים עלו על מודול הירח. הקפסולה המקיפה של Project Constellation נועדה להיות אוטומטית, כך שכל ארבעת האסטרונאוטים יכולים לעלות על נחיתת הירח, במידת הצורך.
שלב 6. יורדים אל פני הירח
מכיוון שלירח אין אטמוספרה, משתמשים ברקטות להאטת הנחיתה הירחית למהירות של כ -160 קמ ש. זאת על מנת להבטיח נחיתה מושלמת וחלקה על מנת להבטיח כי כל הנוסעים בטוחים. באופן אידיאלי, משטח הנחיתה המתוכנן צריך להיות נקי מסלעים גדולים; זו הסיבה מדוע ים השלווה נבחר לאתר הנחיתה של אפולו 11.
שלב 7. חקור
לאחר הנחיתה על הירח, הגיע הזמן לעשות צעד אחד קטן ולחקור את פני הירח. בזמן שאתה שם, אתה יכול לאסוף סלע ירח ואבק לניתוח על כדור הארץ, ואם אתה לוקח רחוב ירח מתקפל כמו אלה במשימות אפולו 15, 16 ו -17, אתה יכול לנסוע על פני הירח עד 18 ק מ /שעה. (רובר הירח מופעל באמצעות סוללה ואינו משתמש בספינות מנוע מכיוון שאין שם אוויר שיספק את צליל סיבובי המנוע.)
חלק 3 מתוך 3: חזרה לכדור הארץ
שלב 1. לארוז וללכת הביתה
לאחר סיום עבודת הירח שלך, ארוז את כל הדגימות והציוד וקפוץ לנחת הירח כדי לחזור הביתה.
מודול הירח של אפולו תוכנן בשני שלבים: שלב יורד לנחיתה על הירח ושלב עלייה להרים אסטרונאוטים בחזרה למסלול הירח. השלב היורד הושאר על הירח (כמו גם על רובר הירח)
שלב 2. התקרב לספינה המקיפה
מודול הפיקוד של אפולו וקפסולת מסלול הקונסטלציה נועדו לקחת אסטרונאוטים מהירח בחזרה לכדור הארץ. תוכן נחיתת הירח הועבר למסלול, ואז נחת הירח נפרד ולבסוף נפל חזרה לירח.
שלב 3. חזור לכדור הארץ
הדחפים העיקריים במודולי השירות של אפולו וקונסטלציה נורו כדי להימלט מכוח המשיכה של הירח, והחללית הופנתה חזרה לכיוון כדור הארץ. כשהם נכנסים לכוח הכבידה של כדור הארץ, המפותרים של מודול השירות מופנים לכיוון כדור הארץ ונורים שוב כדי להאט את כמוסת הפיקוד לפני השחרור.
שלב 4. התכונן לנחיתה
מודול הפיקוד/מגן החום של הקפסולה חשוף להגנה על אסטרונאוטים מפני חום אטמוספרי. כשהספינה נכנסת לחלק העבה יותר באטמוספירה של כדור הארץ, המצנח נפתח כדי להאט את מהירות הקפסולה.
- בפרויקט אפולו, מודול הפיקוד צלל לים בדיוק כמו המשימה המאוישת הקודמת של נאס"א, ושוחזר על ידי ספינת חיל הים. לא נעשה שימוש חוזר במודול הפקודה.
- פרויקט קונסטלציה מתכנן לנחות על הקרקע, כפי שעשתה משימת החלל המאוישת הסובייטית. אם היבשה אינה אפשרית, נעשה שימוש בנחיתה חלופית בים. כמוסת הפיקוד מיועדת לתיקון על ידי החלפת מגן החום שלה ולאחר מכן שימוש חוזר.
