Der Mond ist der der Erde am nächsten gelegene Himmelskörper, seine durchschnittliche Entfernung beträgt 384.403 km. Der erste Satellit, der mit dem Mond flog, war Luna 1 aus Russland, der am 2. Januar 1959 gestartet wurde. Zehneinhalb Jahre später landete die Apollo-11-Mission Neil Armstrong und Edwin "Buzz" Aldrin im Juli im Meer der Ruhe 20. Oktober 1969. Der Weg zum Mond war eine gewaltige Aufgabe (laut John F. Kennedy) erfordert höchste Energie und Geschick.
Schritt
Teil 1 von 3: Eine Reise planen
Schritt 1. Planen Sie die Reise in Etappen
Obwohl populärer Science-Fiction erzählt wird, dass nur ein Raketenschiff für alles benötigt wird, ist das Raketenschiff tatsächlich in mehrere Teile zerlegt: um eine niedrige Erdumlaufbahn zu erreichen, von der Erde in eine Mondumlaufbahn zu gelangen, auf dem Mond zu landen und kehren Sie alle diese Schritte um, um zur Erde zurückzukehren.
- Einige Science-Fiction-Geschichten zeigen eine realistischere Geschichte, wie man zum Mond geht, indem man Astronauten zu einer umlaufenden Raumstation bringt. Dort wird eine kleine Rakete befestigt, die Astronauten zum Mond und zurück zur Station bringen wird. Diese Methode wurde jedoch wegen der Rivalität zwischen den Vereinigten Staaten und der Sowjetunion nicht verwendet; Die Raumstationen Skylab, Saljut und International Space Station wurden nach dem Ende des Apollo-Projekts gegründet.
- Das Apollo-Projekt verwendete eine dreistufige Saturn-V-Rakete. Die unterste Stufe hebt die Rakete von der Landebahn auf eine Höhe von 68 km, die zweite Stufe schiebt die Rakete fast in eine niedrige Erdumlaufbahn und die dritte Stufe schiebt sie in die Umlaufbahn und dann in Richtung Mond.
- Das von der NASA vorgeschlagene Constellation-Projekt, das 2018 zum Mond zurückkehren soll, besteht aus zwei zweistufigen Raketen. Es gibt zwei Raketendesigns der ersten Stufe: Ares I, eine Crew-Lift-Stufe, die aus einem Fünf-Segment-Raketenbooster besteht, und Ares V, eine Crew- und Cargo-Lift-Stufe, die aus fünf Raketentriebwerken unter externen Treibstofftanks plus zwei fünf Feststoffraketen-Boostern besteht.-Segment. Die zweite Stufe für beide Versionen verwendet einen einzigen Flüssigbrennstoffmotor. Die Hochleistungsbaugruppe wird die Mondorbitalkapsel und den Lander tragen, in die Astronauten transportiert werden, wenn die beiden Raketensysteme andocken.
Schritt 2. Packen Sie für die Reise ein
Da der Mond keine Atmosphäre hat, müssen Sie Ihren eigenen Sauerstoff zum Atmen mit sich führen, und wenn Sie auf der Mondoberfläche herumlaufen, müssen Sie einen Raumanzug tragen, um sich vor der sengenden Hitze der zwei Wochen Tageslicht und der eisigen Kälte des Mondes zu schützen Nachts, ganz zu schweigen von der Strahlung und den Mikrometern, die in die Oberflächenatmosphäre des Mondes eindringen.
- Sie brauchen auch Nahrung. Die meisten von Astronauten verzehrten Lebensmittel müssen gefriergetrocknet und konzentriert werden, um das Gewicht zu reduzieren, und dann vor dem Essen durch Hinzufügen von Wasser aufgelöst werden. Astronauten sollten auch eine proteinreiche Ernährung zu sich nehmen, um die Menge an Abfall, die der Körper nach dem Essen produziert, zu minimieren.
- Alles, was Sie in den Weltraum mitnehmen, erhöht das Gewicht und erhöht die Menge an Treibstoff und Raketen, die es in den Weltraum transportieren. Sie sollten also nicht zu viel persönliche Dinge in den Weltraum mitnehmen. Das Gewicht auf dem Mond ist 6-mal größer als das Gewicht auf der Erde.
Schritt 3. Bestimmen Sie die Markteinführungsgelegenheit
Die Startwahrscheinlichkeit ist die Zeitspanne für den Start einer Rakete von der Erde, um in einem gewünschten Bereich auf dem Mond zu landen, solange genügend Licht vorhanden ist, um den Landebereich zu erkunden. Die Startquoten werden eigentlich auf zwei Arten definiert, monatliche Quoten und tägliche Quoten.
- Monatliche Quoten nutzen Landeplatzpläne in Bezug auf Erde und Sonne. Da die Schwerkraft der Erde den Mond dazu zwingt, der Erde zugewandt zu sein, werden Erkundungsmissionen im Bereich der erdzugewandten Seite definiert, um die Funkkommunikation zwischen Erde und Mond zu ermöglichen. Die gewählte Zeit ist, wenn die Sonne auf den Landeplatz scheint.
- Tägliche Gelegenheiten nutzen die Startbedingungen, wie den Winkel, in dem das Raumfahrzeug startet, die Leistung des Raketenboosters und die Anwesenheit des Schiffes vom Start an, um den Fortschritt des Raketenflugs zu verfolgen. Zuvor waren auch die Lichtverhältnisse für den Start des Flugzeugs wichtig, da es tagsüber einfacher war, die Absage auf der Startrampe oder vor dem Orbit zu überwachen und die Absagefotos zu dokumentieren. Tageslichtstarts sind weniger notwendig, da die NASA mehr Kontrolle über die Missionsüberwachung hat; Apollo 17 wurde nachts gestartet.
Teil 2 von 3: Zum Mond
Schritt 1. Bereiten Sie sich zum Abheben vor
Idealerweise sollte eine Rakete in Richtung des Mondes vertikal gestartet werden, um die Erdrotation auszunutzen, um die Umlaufgeschwindigkeit zu erreichen. Das Apollo-Projekt der NASA ermöglichte es jedoch, ohne große Beeinträchtigung des Starts in einem Winkel von 18 Grad in jede Richtung vertikal zu starten.
Schritt 2. Erreichen Sie eine niedrige Erdumlaufbahn
Um der Anziehungskraft der Erde zu entkommen, sind zwei Geschwindigkeiten zu berücksichtigen: die Fluchtgeschwindigkeit und die Umlaufgeschwindigkeit. Die Fluchtgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, die erforderlich ist, um der Schwerkraft des Planeten vollständig zu entkommen, während die Umlaufgeschwindigkeit die Geschwindigkeit ist, die erforderlich ist, um den Planeten umkreisen zu können. Die Fluchtgeschwindigkeit für die Erdoberfläche beträgt etwa 25.000 mph (40.248 km/s), während die Umlaufgeschwindigkeit an der Erdoberfläche etwa 18.000 mph (7,9 km/s) beträgt. Die Energie zum Erreichen der Umlaufgeschwindigkeit ist geringer als die Fluchtgeschwindigkeit.
Darüber hinaus nimmt die Anzahl der Umlauf- und Fluchtgeschwindigkeiten ab, wenn Sie sich weiter von der Erdoberfläche entfernen. Die Fluchtgeschwindigkeit beträgt etwa das 1.414 (Quadratwurzel von 2)-fache der Bahngeschwindigkeit
Schritt 3. Wechseln Sie zur translunaren Flugbahn
Nachdem Sie die niedrige Erdumlaufbahn erreicht und bestätigt haben, dass alle Systeme auf dem Schiff funktionieren, ist es an der Zeit, die Triebwerke zu aktivieren und zum Mond zu fliegen.
- Beim Apollo-Projekt geschah dies durch Abfeuern eines letzten dreistufigen Triebwerks, um das Raumfahrzeug zum Mond zu treiben. Unterwegs trennte sich das Command/Service Module (Command/Service Module, abgekürzt CSM) von der dritten Stufe, drehte sich um und koppelte an das Lunar Excursion Module (Mond Excursion Module, abgekürzt LEM), das an der Spitze der dritter Abschnitt.
- Project Constellation plant, eine bemannte Rakete und ein Kommandokapsel-Dock in eine niedrige Erdumlaufbahn zu bringen, wobei die Startbühne und der Mondlander von einer Frachtrakete getragen werden. Die abfliegende Stufe wird dann Booster abfeuern und das Raumfahrzeug zum Mond schicken.
Schritt 4. Erreichen Sie die Mondumlaufbahn
Sobald das Raumfahrzeug in die Schwerkraft des Mondes eindringt, feuern Sie einen Booster ab, um es zu verlangsamen und in eine Umlaufbahn um den Mond zu bringen.
Schritt 5. Wechseln Sie zum Mondlander
Project Apollo und Project Constellation haben separate Orbital- und Landemodule. Das Apollo-Kommandomodul erforderte, dass einer von drei Astronauten am Steuer des Piloten war, während die anderen beiden Astronauten die Mondlandefähre bestiegen. Die Orbitalkapsel von Project Constellation soll automatisiert werden, sodass alle vier Astronauten bei Bedarf an Bord des Mondlanders gehen können.
Schritt 6. Steigen Sie zur Mondoberfläche hinab
Da der Mond keine Atmosphäre besitzt, werden Raketen eingesetzt, um den Mondlander auf eine Geschwindigkeit von etwa 160 km/h zu verlangsamen. Dies soll eine perfekte und reibungslose Landung gewährleisten, um sicherzustellen, dass alle Passagiere sicher sind. Idealerweise sollte die geplante Landefläche frei von großen Steinen sein; Aus diesem Grund wurde das Meer der Ruhe als Landeplatz von Apollo 11 ausgewählt.
Schritt 7. Erkunden
Nach der Mondlandung ist es an der Zeit, einen kleinen Schritt zu machen und die Mondoberfläche zu erkunden. Während Sie dort sind, können Sie Mondgestein und -staub zur Analyse auf der Erde sammeln, und wenn Sie einen faltbaren Mondrover wie bei den Missionen Apollo 15, 16 und 17 nehmen, können Sie bis zu 18 km auf der Mondoberfläche fahren / Std. Uhr. (Der Mondrover ist batteriebetrieben und verwendet keine Motordrehzahl, da keine Luft vorhanden ist, um das Motordrehzahlgeräusch zu erzeugen.)
Teil 3 von 3: Zurück zur Erde
Schritt 1. Packen Sie ein und gehen Sie nach Hause
Wenn Ihre Mondarbeit erledigt ist, packen Sie alle Proben und Ausrüstung ein und steigen Sie auf den Mondlander, um nach Hause zu fahren.
Die Apollo-Mondlandefähre wurde in zwei Stufen entwickelt: einer absteigenden Stufe zur Landung auf dem Mond und einer Aufstiegsstufe, um Astronauten zurück in die Mondumlaufbahn zu heben. Die absteigende Stufe wurde auf dem Mond belassen (ebenso wie der Mondrover)
Schritt 2. Gehen Sie näher an das umkreisende Schiff
Das Apollo-Kommandomodul und die Orbitalkapsel Constellation wurden entwickelt, um Astronauten vom Mond zurück zur Erde zu bringen. Der Inhalt des Mondlanders wurde in den Orbiter überführt, dann trennte sich der Mondlander und fiel schließlich auf den Mond zurück.
Schritt 3. Kehre zur Erde zurück
Die Haupttriebwerke in den Servicemodulen Apollo und Constellation wurden gezündet, um der Schwerkraft des Mondes zu entkommen, und das Raumschiff wurde zurück zur Erde gelenkt. Beim Eintritt in die Schwerkraft der Erde werden die Triebwerke des Servicemoduls auf die Erde gerichtet und erneut gezündet, um die Kommandokapsel zu verlangsamen, bevor sie entladen wird.
Schritt 4. Bereiten Sie sich auf die Landung vor
Das Kommandomodul/Hitzeschild der Kapsel ist freigelegt, um Astronauten vor atmosphärischer Hitze zu schützen. Wenn das Schiff in den dickeren Teil der Erdatmosphäre eindringt, wird der Fallschirm geöffnet, um die Geschwindigkeit der Kapsel zu verlangsamen.
- Im Apollo-Projekt stürzte das Kommandomodul wie bei der zuvor abgeschlossenen bemannten Mission der NASA ins Meer und wurde von einem Marineschiff geborgen. Das Befehlsmodul wird nicht wiederverwendet.
- Project Constellation plant, auf dem Boden zu landen, wie es die sowjetische bemannte Weltraummission getan hatte. Wenn Landen nicht möglich ist, wird eine alternative Landung auf See verwendet. Die Befehlskapsel soll repariert werden, indem ihr Hitzeschild ersetzt und dann wiederverwendet wird.
