La luna è il corpo più vicino nello spazio alla Terra, con una distanza media di 238.857 miglia (384.403 km). La prima sonda a volare sulla luna fu la russa Luna 1, lanciata il 2 gennaio 1959. Dieci anni e sei mesi dopo, la missione Apollo 11 fece atterrare Neil Armstrong e Edwin “Buzz” Aldrin sul mare della tranquillità il 20 luglio 1969. Andare sulla luna è un compito che, per parafrasare John F. Kennedy, richiede il meglio delle proprie energie e capacità.
Passi
Parte uno di 3: Pianificazione del viaggio
- uno Pianifica di andare per fasi. Nonostante le astronavi all-in-one popolari nelle storie di fantascienza, andare sulla luna è una missione meglio suddivisa in parti separate: raggiungere l'orbita terrestre bassa, trasferire dalla Terra all'orbita lunare, atterrare sulla luna e invertire i passaggi per tornare sulla Terra.
- Alcune storie di fantascienza che descrivevano un approccio più realistico all'andare sulla luna avevano astronauti che andavano a una stazione spaziale orbitante dove erano attraccati razzi più piccoli che li avrebbero portati sulla luna e di nuovo alla stazione. Poiché gli Stati Uniti erano in concorrenza con l'Unione Sovietica, questo approccio non fu adottato; le stazioni spaziali Skylab, Salyut e la Stazione Spaziale Internazionale furono tutte installate dopo la conclusione del Progetto Apollo.
- Il progetto Apollo ha utilizzato il razzo Saturn V. a tre stadi. Il primo stadio più in basso ha sollevato il gruppo dalla rampa di lancio ad un'altezza di 42 miglia (68 km), il secondo stadio lo ha potenziato quasi fino all'orbita terrestre bassa e il terzo stadio lo ha spinto in orbita e poi verso la luna.
- Il progetto Constellation proposto dalla NASA per un ritorno sulla luna nel 2018 consiste in due diversi razzi a due stadi. Ci sono due diversi progetti di razzi del primo stadio: uno stadio di sollevamento per soli membri dell'equipaggio costituito da un unico razzo a cinque segmenti, l'Ares I, e uno stadio di sollevamento dell'equipaggio e del carico composto da cinque motori a razzo sotto un serbatoio di carburante esterno integrato da due ripetitori a razzo solido a cinque segmenti, l'Ares V. Il secondo stadio per entrambe le versioni utilizza un motore a combustibile liquido singolo. Il gruppo di sollevamento pesante trasporterebbe la capsula orbitale lunare e il lander, su cui gli astronauti si trasferiranno quando i due sistemi a razzo si agganciano.
- 2 Prepara le valigie per il viaggio. Poiché la luna non ha atmosfera, devi portare il tuo ossigeno in modo da avere qualcosa da respirare mentre sei lì, e quando cammini sulla superficie lunare devi indossare una tuta spaziale per proteggerti dal calore ardente di il giorno lunare di due settimane o il freddo paralizzante dell'altrettanto lunga notte lunare - per non parlare delle radiazioni e dei micro-meteoroidi a cui la mancanza di atmosfera espone la superficie.
- Avrai anche bisogno di qualcosa da mangiare. La maggior parte degli alimenti utilizzati dagli astronauti nelle missioni spaziali devono essere liofilizzati e concentrati per ridurne il peso e quindi essere ricostituiti aggiungendo acqua quando vengono mangiati. Devono anche essere alimenti ad alto contenuto proteico per ridurre al minimo la quantità di rifiuti corporei generati dopo aver mangiato. (Almeno puoi lavarli con Tang.)
- Tutto ciò che porti con te nello spazio aggiunge peso, il che aumenta la quantità di carburante necessaria per sollevarlo e il razzo che lo trasporta nello spazio, quindi non sarai in grado di portare troppi effetti personali nello spazio - e quelle rocce lunari peseranno 6 volte di più sulla Terra che sulla Luna.
- 3 Determina la finestra di avvio. Una finestra di lancio è l'intervallo di tempo per il lancio del razzo dalla Terra per poter atterrare nell'area desiderata della luna durante un periodo in cui ci sarebbe luce sufficiente per esplorare l'area di atterraggio. La finestra di lancio è stata effettivamente definita in due modi, come una finestra mensile e una finestra giornaliera.
- La finestra di lancio mensile sfrutta la posizione dell'area di atterraggio pianificata rispetto alla Terra e al Sole. Poiché la gravità terrestre costringe la luna a mantenere lo stesso lato rivolto verso la Terra, sono state scelte missioni di esplorazione nelle aree del lato rivolto verso la Terra per rendere possibile la comunicazione radio tra la Terra e la luna. Anche l'ora doveva essere scelta in un momento in cui il sole splendeva sulla zona di atterraggio.
- La finestra di lancio giornaliera sfrutta le condizioni di lancio, come l'angolo di lancio del veicolo spaziale, le prestazioni dei razzi booster e la presenza di una nave a valle del lancio per monitorare l'avanzamento del volo del razzo. All'inizio, le condizioni di luce per il lancio erano importanti, poiché la luce del giorno rendeva più facile sorvegliare gli aborti sulla rampa di lancio o prima di raggiungere l'orbita, oltre a poter documentare gli aborti con le fotografie. Poiché la NASA acquisiva più pratica nella supervisione delle missioni, i lanci diurni erano meno necessari; Apollo 17 è stato lanciato di notte.
Parte 2 di 3: Alla luna o al busto
- uno Decollo. Idealmente, un razzo diretto alla luna dovrebbe essere lanciato verticalmente per sfruttare la rotazione della Terra e aiutarlo a raggiungere la velocità orbitale. Tuttavia, nel Progetto Apollo, la NASA ha consentito un possibile intervallo di 18 gradi in entrambe le direzioni dalla verticale senza compromettere in modo significativo il lancio.
- 2 Raggiungi l'orbita terrestre bassa. Per sfuggire all'attrazione della gravità terrestre, ci sono due velocità da considerare: velocità di fuga e velocità orbitale. La velocità di fuga è la velocità necessaria per sfuggire completamente alla gravità di un pianeta, mentre la velocità orbitale è la velocità necessaria per entrare in orbita attorno a un pianeta. La velocità di fuga dalla superficie terrestre è di circa 25.000 mph o 7 miglia al secondo (40.248 km / h o 11,2 km / s), mentre la velocità orbitale sulla superficie lo è. La velocità orbitale per la superficie terrestre è solo di circa 18.000 mph (7,9 km / s); ci vuole meno energia per raggiungere la velocità orbitale rispetto alla velocità di fuga.
- Inoltre, i valori per la velocità orbitale e di fuga diminuiscono man mano che ci si allontana dalla superficie terrestre, con velocità di fuga sempre circa 1,414 (la radice quadrata di 2) volte la velocità orbitale.
- 3 Transizione a una traiettoria trans-lunare. Dopo aver raggiunto l'orbita terrestre bassa e verificato che tutti i sistemi della nave siano funzionanti, è il momento di azionare i propulsori e andare sulla luna.
- Con il Progetto Apollo, ciò è stato fatto sparando un'ultima volta i propulsori del terzo stadio per spingere la navicella verso la luna. Lungo il percorso, il modulo di comando / servizio (CSM) si è separato dal terzo stadio, si è girato e ha attraccato con il modulo di escursione lunare (LEM) portato nella parte superiore del terzo stadio.
- Con Project Constellation, il piano è di avere il razzo che trasporta l'equipaggio e la sua capsula di comando attraccano nell'orbita terrestre bassa con la fase di partenza e il lander lunare sollevati dal razzo cargo. La fase di partenza avrebbe quindi azionato i suoi propulsori e inviato la navicella sulla luna.
- 4 Raggiungi l'orbita lunare. Una volta che il veicolo spaziale è entrato nella gravità della luna, aziona i propulsori per rallentarlo e posizionarlo in orbita attorno alla luna.
- 5 Trasferimento al lander lunare. Sia Project Apollo che Project Constellation sono dotati di moduli orbitali e di atterraggio separati. Il modulo di comando Apollo richiedeva che uno dei tre astronauti rimanesse indietro per pilotarlo, mentre gli altri due salivano a bordo del modulo lunare. La capsula orbitale del Progetto Constellation è progettata per funzionare automaticamente, in modo che tutti e quattro gli astronauti che è progettato per trasportare possano salire a bordo del suo lander lunare, se lo si desidera.
- 6 Scendi sulla superficie della luna. Poiché la luna non ha atmosfera, è necessario utilizzare i razzi per rallentare la discesa del lander lunare a circa 100 mph (160 km / h) per garantire un atterraggio intatto e ancora più lento per garantire ai suoi passeggeri un atterraggio morbido. Idealmente, la superficie di atterraggio pianificata dovrebbe essere priva di massi considerevoli; questo è il motivo per cui il Sea of Tranquility è stato scelto come sito di atterraggio per l'Apollo 11.
- 7 Esplorare. Una volta atterrato sulla luna, è il momento di fare quel piccolo passo ed esplorare la superficie lunare. Mentre sei lì, puoi raccogliere rocce e polvere lunari per l'analisi sulla Terra, e se hai portato con te un rover lunare pieghevole come hanno fatto le missioni Apollo 15, 16 e 17, puoi persino fare hot rod sulla superficie lunare fino a 11,2 mph (18 km / h). (Non preoccuparti di mandare su di giri il motore, però; l'unità è alimentata a batteria e comunque non c'è aria per trasportare il suono di un motore che gira.)
Parte 3 di 3: Ritorno sulla Terra
- uno Fai le valigie e vai a casa. Dopo aver svolto i tuoi affari sulla luna, impacchetta i campioni e gli strumenti e sali a bordo del tuo lander lunare per il viaggio di ritorno.
- Il modulo lunare Apollo è stato progettato in due fasi: una fase di discesa per portarlo sulla luna e una fase di salita per riportare gli astronauti nell'orbita lunare. La fase di discesa è stata lasciata indietro sulla luna (e così è stato anche il rover lunare).
- 2 Attracca con la nave orbitante. Il modulo di comando Apollo e la capsula orbitale Constellation sono entrambi progettati per riportare gli astronauti dalla luna sulla Terra. Il contenuto dei lander lunari viene trasferito agli orbitatori, e i lander lunari vengono quindi disancorati, per poi schiantarsi di nuovo sulla luna.
- 3 Torna sulla Terra. Il propulsore principale sui moduli di servizio Apollo e Constellation viene sparato per sfuggire alla gravità della luna e la navicella viene reindirizzata sulla Terra. Entrando nella gravità terrestre, il propulsore del modulo di servizio viene puntato verso la Terra e sparato di nuovo per rallentare la capsula di comando prima di essere gettato in mare.
- 4 Vai per un atterraggio. Lo scudo termico del modulo di comando / capsula è esposto per proteggere gli astronauti dal calore del rientro. Mentre la nave entra nella parte più spessa dell'atmosfera terrestre, i paracadute vengono dispiegati per rallentare ulteriormente la capsula.
- Per il Progetto Apollo, il modulo di comando è precipitato nell'oceano, come avevano fatto le precedenti missioni della NASA con equipaggio, ed è stato recuperato da una nave della Marina. I moduli di comando non sono stati riutilizzati.
- Per Project Constellation, il piano è quello di atterrare a terra, come hanno fatto le missioni spaziali sovietiche con equipaggio, con splashdown nell'oceano un'opzione se l'atterraggio a terra non è possibile. La capsula di comando è progettata per essere rinnovata, sostituendo il suo scudo termico con uno nuovo e riutilizzata.
Domande e risposte della comunità
Ricerca Aggiungi nuova domanda- Domanda Quanto tempo ci vuole per arrivare sulla luna? Sulla base delle passate missioni della NASA, ci vorrebbero circa tre giorni per arrivare sulla luna.
- Domanda Come si può portare l'acqua sulla luna? Lo porti in bottiglia o in un serbatoio d'acqua.
- Domanda Cosa succede se devo andare in bagno mentre sto andando sulla luna? La tuta indossata durante la missione è progettata per prendersi cura di tali emergenze. Inoltre, la dieta di tutti a bordo è rigorosamente controllata settimane e mesi prima del lancio. Quindi il controllo della missione sa anche quanto sarebbe uscito nel tuo 'bagno'.
- Domanda Quanti giorni hanno trascorso le persone sulla luna? Gli astronauti dell'Apollo hanno trascorso 22 ore sulla luna, che è nella media.
- Domanda Perché più paesi non vanno sulla luna? Bene, non c'è molto da guadagnare andando sulla luna, ora. È costoso e non possiamo restituire risorse preziose. Volevamo solo dimostrare che si poteva fare, e ora lo abbiamo fatto.
- Domanda I privati cittadini possono andare sulla luna? SpaceX vende biglietti per girare intorno alla luna, ma non ancora in superficie. Forse ci arriveremo presto un giorno.
- Domanda Posso andare sulla luna con l'aiuto della NASA? TomPN Top Answerer Come privato cittadino, faresti meglio a chiedere aiuto a SpaceX invece che alla NASA. SpaceX sta già vendendo sedili per viaggi intorno alla luna, quindi non è molto difficile che possano portare anche le persone sulla superficie della luna.
- Domanda Perché nessuno è stato sulla luna negli ultimi 25 anni? TomPN Top Answerer Non c'è alcun valore reale nell'andare sulla luna. È costoso; devi mantenere in vita i tuoi astronauti, quindi è ancora più costoso; il tuo razzo ha limiti di peso, quindi non puoi portare molto con te o portare molto indietro; qualsiasi scienza tu voglia fare sulla luna può essere fatta da droni molto più economici.
- Domanda Quanto costerà? Può costare centinaia di migliaia di dollari per andare sulla luna.
- Domanda La luna è fatta di formaggio? Non lo è; questo è un vecchio folklore basato su persone che non sapevano di cosa fosse fatta la Luna, insieme alla sua somiglianza con una forma di formaggio. Neil Armstrong, Edwin Aldrin e Michael Collins hanno dimostrato che si tratta principalmente di cemento e silicio naturali.
- Ci sarà una perdita di tempo quando il razzo tornerà sul lato della luna? Risposta
- Qual è l'angolo o la traiettoria del lancio del razzo dalla Terra alla Luna? Risposta
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Suggerimenti
- Le società private stanno gradualmente entrando nel business dell'andare sulla luna. Oltre alla pianificazione Virgin Galactic di Richard Branson per offrire voli suborbitali nello spazio, una compagnia chiamata Space Adventures stava pianificando di stipulare un contratto con la Russia per trasportare due persone intorno alla luna in una navicella spaziale Soyuz pilotata da un cosmonauta addestrato per un prezzo di $ 100 milioni un biglietto.
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Avvertenze
- Tieni presente che la maggior parte delle missioni lunari richiedono test approfonditi dell'attrezzatura prima del lancio. La missione Apollo 11 che ha atterrato Armstrong e Aldrin è stata preceduta da quattro missioni con equipaggio che hanno testato il modulo di comando (Apollo 7) e il lander lunare (Apollo 9 e 10), nonché la capacità di trasferire dalla Terra all'orbita lunare e viceversa ( Apollo 8 e 10). Gli astronauti dovevano anche sottoporsi a regolari test di fitness e addestramento su come utilizzare le loro attrezzature. Inoltre, 3 astronauti sono morti in un incendio dell'Apollo 1.
