La luna è il corpo celeste più vicino alla Terra, la sua distanza media è di 384.403 km. Il primo satellite a volare con la luna fu Luna 1 dalla Russia, lanciato il 2 gennaio 1959. Dieci anni e mezzo dopo, la missione Apollo 11 fece atterrare Neil Armstrong e Edwin "Buzz" Aldrin nel Mare della Tranquillità a luglio. 20, 1969. Raggiungere la luna era un compito arduo (secondo John F. Kennedy) richiede il massimo dell'energia e dell'abilità.
Fare un passo
Parte 1 di 3: Pianificazione di un viaggio
Passaggio 1. Pianifica il viaggio in più fasi
Anche se la fantascienza popolare racconta che ci vuole solo un razzo per fare tutto, in realtà il razzo è suddiviso in più parti: raggiungere l'orbita terrestre bassa, trasferirsi dalla Terra all'orbita lunare, atterrare sulla luna e invertire tutti questi passaggi per tornare sulla Terra.
- Alcune storie di fantascienza descrivono una storia più realistica di andare sulla luna portando gli astronauti su una stazione spaziale orbitante. Lì un piccolo razzo attaccato porterà gli astronauti sulla luna e di nuovo alla stazione. Tuttavia, questo metodo non è stato utilizzato a causa della rivalità tra Stati Uniti e Unione Sovietica; Le stazioni spaziali Skylab, Salyut e International Space Station sono state fondate dopo la fine del progetto Apollo.
- Il progetto Apollo ha utilizzato un razzo Saturn V a tre stadi. Lo stadio più basso solleva il razzo dalla pista ad un'altitudine di 68 km, il secondo stadio spinge il razzo quasi all'orbita terrestre bassa, e il terzo stadio lo spinge in orbita e poi verso la luna.
- Il progetto Constellation proposto dalla NASA per tornare sulla luna nel 2018 consiste in due razzi a due stadi. Ci sono due progetti di razzi per il primo stadio: Ares I, uno stadio di sollevamento dell'equipaggio costituito da un razzo a cinque segmenti, e Ares V, uno stadio di sollevamento dell'equipaggio e del carico composto da cinque motori a razzo sotto serbatoi di carburante esterni più due cinque razzi a propellente solido.-segmento. Il secondo stadio per entrambe le versioni utilizza un unico motore a combustibile liquido. L'assemblaggio per carichi pesanti trasporterà la capsula orbitale lunare e il lander, dove verranno trasportati gli astronauti quando i due sistemi a razzo attraccheranno.
Passaggio 2. Preparati per il viaggio
Poiché la luna non ha atmosfera, devi portare il tuo ossigeno per respirare lì, e quando cammini sulla superficie lunare, devi indossare una tuta spaziale per proteggerti dal caldo torrido delle due settimane di luce del giorno e dal freddo gelido del cielo notturno, per non parlare delle radiazioni e dei micrometeori che entrano nell'atmosfera superficiale della luna.
- Hai anche bisogno di cibo. La maggior parte del cibo consumato dagli astronauti deve essere liofilizzato e concentrato per ridurre il peso, quindi sciolto con l'aggiunta di acqua prima di mangiare. Gli astronauti dovrebbero anche seguire una dieta ricca di proteine per ridurre al minimo la quantità di rifiuti che il corpo produce dopo aver mangiato.
- Tutto ciò che porti nello spazio aggiunge peso e aumenta la quantità di carburante e razzi che lo trasportano nello spazio, quindi non dovresti portare troppe cose personali nello spazio. Il peso sulla luna è 6 volte maggiore del peso sulla Terra.
Passaggio 3. Determinare l'opportunità di lancio
La probabilità di lancio è l'intervallo di tempo necessario al lancio di un razzo dalla Terra per atterrare in un'area desiderata sulla luna, purché vi sia luce sufficiente per esplorare l'area di atterraggio. Le quote di lancio sono in realtà definite in due modi, quote mensili e quote giornaliere.
- Le quote mensili sfruttano i piani dell'area di atterraggio relativi alla Terra e al sole. Poiché la gravità terrestre costringe la luna ad affrontare il suo stesso lato verso la Terra, le missioni esplorative sono definite nella regione del lato rivolto verso la Terra per consentire la comunicazione radio tra la Terra e la luna. L'ora scelta è quando il sole splende sulla zona di atterraggio.
- Le opportunità quotidiane sfruttano le condizioni di lancio, come l'angolo di lancio del veicolo spaziale, le prestazioni del razzo e la presenza della nave dal lancio per monitorare l'avanzamento del volo del razzo. In precedenza, anche le condizioni di luce per il lancio del velivolo erano importanti perché durante il giorno sarebbe stato più facile monitorare la cancellazione sulla rampa di lancio o prima che raggiungesse l'orbita, così come la possibilità di documentare le foto della cancellazione. I lanci diurni sono meno necessari perché la NASA ha un maggiore controllo sul monitoraggio della missione; L'Apollo 17 è stato lanciato di notte.
Parte 2 di 3: Alla luna
Passaggio 1. Preparati a decollare
Idealmente, un razzo diretto verso la luna dovrebbe essere lanciato verticalmente per sfruttare la rotazione terrestre e aiutare a raggiungere la velocità orbitale. Tuttavia, il progetto Apollo della NASA ha permesso di decollare con un angolo di 18 gradi in qualsiasi direzione in verticale senza troppe interferenze con il lancio.
Passaggio 2. Raggiungi l'orbita terrestre bassa
Per sfuggire all'attrazione gravitazionale della Terra, ci sono due velocità da considerare: la velocità di fuga e la velocità orbitale. La velocità di fuga è la velocità richiesta per sfuggire completamente alla gravità del pianeta, mentre la velocità orbitale è la velocità richiesta per entrare in orbita attorno al pianeta. La velocità di fuga per la superficie terrestre è di circa 25.000 mph (40.248 km/s), mentre la velocità orbitale in superficie è di circa 18.000 mph (7,9 km/s). L'energia per raggiungere la velocità orbitale è inferiore alla velocità di fuga.
Inoltre, il numero di velocità orbitali e di fuga diminuisce man mano che ci si allontana dalla superficie terrestre. La velocità di fuga è circa 1.414 (radice quadrata di 2) volte la velocità orbitale
Passaggio 3. Passa alla traiettoria translunare
Dopo aver raggiunto l'orbita terrestre bassa e aver confermato che tutti i sistemi sulla nave funzionano, è il momento di attivare i propulsori e dirigersi verso la luna.
- Nel progetto Apollo, questo è stato fatto sparando un propulsore finale a tre stadi per spingere la navicella spaziale sulla luna. Lungo la strada, il modulo di comando/servizio (modulo di comando/servizio, abbreviato CSM) si è separato dal terzo stadio, si è girato e si è agganciato al modulo di escursione lunare (modulo di escursione lunare, abbreviato LEM) che è stato trasportato nella parte superiore del terzo stadio.
- Il progetto Constellation prevede di lanciare un razzo con equipaggio e una capsula di comando in orbita terrestre bassa utilizzando lo stadio di partenza e il lander lunare trasportati da un razzo cargo. Lo stadio di partenza attiverà quindi i booster e invierà la navicella spaziale sulla luna.
Passaggio 4. Raggiungi l'orbita lunare
Una volta che l'astronave entra nella gravità della luna, aziona un booster per rallentarla e posizionarla in orbita attorno alla luna.
Passaggio 5. Passa al lander lunare
Il Progetto Apollo e il Progetto Constellation hanno moduli orbitali e di atterraggio separati. Il modulo di comando dell'Apollo richiedeva che uno dei tre astronauti fosse al timone del pilota, mentre gli altri due astronauti si imbarcavano sul modulo lunare. La capsula orbitale del Project Constellation è progettata per essere automatizzata, in modo che tutti e quattro gli astronauti possano salire a bordo del lander lunare, se necessario.
Passaggio 6. Scendi sulla superficie della luna
Poiché la luna non ha atmosfera, i razzi vengono utilizzati per rallentare il lander lunare a una velocità di circa 160 km/h. Questo per garantire un atterraggio perfetto e regolare in modo da garantire la sicurezza di tutti i passeggeri. Idealmente, la superficie di atterraggio prevista dovrebbe essere priva di grandi rocce; questo è il motivo per cui il Mare della Tranquillità è stato scelto come luogo di atterraggio dell'Apollo 11.
Passaggio 7. Esplora
Dopo essere atterrato sulla luna, è il momento di fare un piccolo passo ed esplorare la superficie lunare. Mentre sei lì, puoi raccogliere roccia lunare e polvere per l'analisi sulla Terra, e se prendi un rover lunare pieghevole come quelli delle missioni Apollo 15, 16 e 17, puoi guidare sulla superficie lunare fino a 18 km /h. (Il rover lunare è alimentato a batteria e non usa i giri del motore perché non c'è aria lì per fornire il suono dei giri del motore.)
Parte 3 di 3: Ritorno sulla Terra
Passaggio 1. Fai le valigie e vai a casa
Una volta terminato il tuo lavoro lunare, raccogli tutti i campioni e le attrezzature e sali sul lander lunare per tornare a casa.
Il modulo lunare Apollo è stato progettato in due fasi: una fase di discesa per atterrare sulla luna e una fase di salita per riportare gli astronauti nell'orbita lunare. Lo stadio discendente è stato lasciato sulla luna (così come il rover lunare)
Passaggio 2. Avvicinati alla nave in orbita
Il modulo di comando Apollo e la capsula orbitale Constellation sono stati progettati per riportare gli astronauti dalla luna alla Terra. Il contenuto del lander lunare è stato trasferito nell'orbiter, quindi il lander lunare si è separato e infine è ricaduto sulla luna.
Passaggio 3. Ritorna sulla Terra
I principali propulsori dei moduli di servizio Apollo e Constellation sono stati attivati per sfuggire alla gravità della luna e la navicella spaziale è stata diretta verso la Terra. Entrando nella gravità terrestre, i propulsori del modulo di servizio vengono puntati verso la Terra e sparati di nuovo per rallentare la capsula di comando prima di essere scaricati.
Passaggio 4. Preparati ad atterrare
Il modulo di comando/scudo termico della capsula è esposto per proteggere gli astronauti dal calore atmosferico. Quando la nave entra nella parte più spessa dell'atmosfera terrestre, il paracadute viene aperto per rallentare la velocità della capsula.
- Nel progetto Apollo, il modulo di comando si è tuffato in mare proprio come la precedente missione con equipaggio completata della NASA ed è stato recuperato da una nave della Marina. Il modulo di comando non viene riutilizzato.
- Il progetto Constellation prevede di atterrare a terra, come aveva fatto la missione spaziale con equipaggio sovietico. Se la terraferma non è possibile, viene utilizzato uno sbarco alternativo in mare. La capsula di comando è progettata per essere riparata sostituendo il suo scudo termico, quindi riutilizzata.
