Bulan adalah badan terdekat di angkasa ke Bumi, dengan jarak rata-rata 238, 857 batu (384, 400 km). Penyelidikan pertama yang terbang di bulan adalah Luna Rusia, dilancarkan pada 2 Januari 1959. Sepuluh tahun enam bulan kemudian, misi Apollo 11 mendarat Neil Armstrong dan Edwin "Buzz" Aldrin di Laut Ketenangan 20 Julai 1969. Melangkah ke bulan adalah tugas yang, untuk melafazkan John F. Kennedy, memerlukan tenaga dan kemahiran yang terbaik.
Langkah-langkah
Bahagian 1 dari 3: Merancang Perjalanan
Langkah 1. Rancang untuk pergi secara berperingkat
Walaupun kapal roket all-in-one terkenal dalam cerita fiksyen sains, pergi ke bulan adalah misi yang paling baik dipecah menjadi bahagian yang terpisah: mencapai orbit Bumi rendah, memindahkan dari Bumi ke orbit bulan, mendarat di bulan, dan membalikkan langkah untuk kembali ke Bumi.
- Beberapa kisah fiksyen ilmiah yang menggambarkan pendekatan yang lebih realistik untuk pergi ke bulan menyebabkan angkasawan pergi ke stesen angkasa yang mengorbit di mana roket yang lebih kecil berlabuh yang akan membawa mereka ke bulan dan kembali ke stesen. Oleh kerana Amerika Syarikat bersaing dengan Uni Soviet, pendekatan ini tidak digunakan; stesen angkasa Skylab, Salyut, dan Stesen Angkasa Antarabangsa semuanya dipasang setelah Projek Apollo berakhir.
- Projek Apollo menggunakan roket Saturn V tiga peringkat. Tahap pertama paling bawah mengangkat pemasangan dari peluncur ke ketinggian 42 batu (68 km), tahap kedua mendorongnya hampir ke orbit Bumi rendah, dan tahap ketiga mendorongnya ke orbit dan kemudian menuju ke bulan.
- Projek Buruj yang dicadangkan oleh NASA untuk kembali ke bulan pada tahun 2018 terdiri daripada dua roket dua peringkat yang berbeza. Terdapat dua reka bentuk roket peringkat pertama yang berbeza: tahap pengangkatan khusus kru yang terdiri daripada penggalak roket lima segmen tunggal, Ares I, dan tahap mengangkat kru-dan-kargo yang terdiri daripada lima enjin roket di bawah tangki bahan bakar luaran yang dilengkapi dengan dua penggalak roket pepejal lima segmen, Ares V. Tahap kedua untuk kedua-dua versi menggunakan enjin bahan bakar cair tunggal. Perangkat mengangkat berat akan membawa kapsul orbit bulan dan pendaratan, yang akan dipindahkan oleh angkasawan ketika kedua sistem roket berlabuh.
Langkah 2. Berkemas untuk perjalanan
Kerana bulan tidak mempunyai atmosfer, anda harus membawa oksigen anda sendiri sehingga anda mempunyai sesuatu untuk bernafas semasa anda berada di sana, dan ketika anda berjalan-jalan di permukaan bulan anda perlu berada di ruang angkasa untuk melindungi diri anda dari panas terik dua bulan siang bulan atau kesejukan malam yang sama panjang - belum lagi sinaran dan mikro-meteoroid kekurangan atmosfera memaparkan permukaan.
- Anda juga perlu makan sesuatu. Sebilangan besar makanan yang digunakan oleh angkasawan dalam misi angkasa harus dikeringkan dengan beku dan pekat untuk mengurangkan berat badan mereka dan kemudian disusun semula dengan menambahkan air ketika dimakan. Mereka juga perlu makanan berprotein tinggi untuk meminimumkan jumlah sisa tubuh yang dihasilkan setelah makan. (Sekurang-kurangnya anda boleh mencucinya dengan Tang.)
- Semua yang anda bawa ke angkasa dengan menambah berat badan, yang meningkatkan jumlah bahan bakar yang diperlukan untuk mengangkatnya dan roket membawanya ke angkasa, jadi anda tidak akan dapat membawa terlalu banyak barang peribadi ke angkasa - dan batu-batu bulan itu akan menimbang 6 kali lebih banyak di Bumi daripada yang mereka lakukan di bulan.
Langkah 3. Tentukan tetingkap pelancaran
Jendela pelancaran adalah julat waktu untuk melancarkan roket dari Bumi untuk dapat mendarat di kawasan bulan yang diinginkan pada waktu ketika cahaya akan mencukupi untuk menjelajahi kawasan pendaratan. Tetingkap pelancaran sebenarnya didefinisikan dua cara, sebagai tetingkap bulanan dan tetingkap harian.
- Tetingkap pelancaran bulanan memanfaatkan tempat pendaratan yang dirancang berkaitan dengan Bumi dan matahari. Kerana graviti Bumi memaksa bulan untuk menjaga sisi yang sama menghadap Bumi, misi eksplorasi dipilih di kawasan-kawasan yang menghadap Bumi untuk memungkinkan komunikasi radio antara Bumi dan bulan. Waktu juga harus dipilih pada saat matahari bersinar di kawasan pendaratan.
- Tetingkap pelancaran harian memanfaatkan keadaan pelancaran, seperti sudut di mana kapal angkasa dilancarkan, prestasi roket penggalak, dan kehadiran kapal bawah dari peluncuran untuk mengesan kemajuan penerbangan roket. Sejak awal, keadaan cahaya untuk pelancaran adalah penting, kerana siang hari lebih mudah untuk mengawasi keguguran di landasan pelancaran atau sebelum mencapai orbit, serta dapat mendokumentasikan pengguguran dengan gambar. Oleh kerana NASA memperoleh lebih banyak latihan dalam mengawasi misi, pelancaran siang hari kurang diperlukan; Apollo 17 dilancarkan pada waktu malam.
Bahagian 2 dari 3: Ke Bulan atau Payudara
Langkah 1. Angkat
Sebaik-baiknya, roket yang menuju ke bulan harus dilancarkan secara menegak untuk memanfaatkan putaran Bumi dalam membantunya mencapai halaju orbit. Walau bagaimanapun, dalam Project Apollo, NASA membenarkan jarak 18 darjah yang mungkin dari arah menegak tanpa menjejaskan pelancarannya.
Langkah 2. Mencapai orbit Bumi rendah
Dalam melepaskan tarikan graviti Bumi, terdapat dua halaju yang perlu dipertimbangkan: kelajuan melarikan diri dan halaju orbit. Kelajuan melarikan diri adalah halaju yang diperlukan untuk melepaskan graviti planet sepenuhnya, sementara halaju orbit adalah halaju yang diperlukan untuk memasuki orbit mengelilingi planet. Kelajuan melarikan diri untuk permukaan Bumi adalah sekitar 25, 000 mph atau 7 batu sesaat (40, 248 km / jam atau 11.2 km / s), sementara halaju orbit di permukaannya. Halaju orbit permukaan Bumi hanya sekitar 18, 000 mph (7.9 km / s); memerlukan lebih sedikit tenaga untuk mencapai halaju orbit daripada halaju melarikan diri.
Tambahan pula, nilai untuk kecepatan orbit dan pelarian turun jauh dari permukaan Bumi yang anda lalui, dengan halaju pelarian selalu sekitar 1.414 (punca kuasa dua 2) kali kecepatan orbit
Langkah 3. Peralihan ke lintasan trans-lunar
Setelah mencapai orbit Bumi yang rendah dan mengesahkan bahawa semua sistem kapal berfungsi, inilah masanya untuk melepaskan pendorong dan pergi ke bulan.
- Dengan Project Apollo, ini dilakukan dengan menembak pelontar tahap ketiga untuk terakhir kalinya untuk mendorong kapal angkasa ke arah bulan. Sepanjang perjalanan, modul arahan / perkhidmatan (CSM) dipisahkan dari tahap ketiga, berbalik, dan berlabuh dengan modul lawatan bulan (LEM) yang dibawa di bahagian atas tahap ketiga.
- Dengan Project Constellation, rencananya adalah untuk menjadikan roket yang membawa kru dan kapsul komandonya berlabuh di orbit Bumi rendah dengan tahap keberangkatan dan pendaratan bulan yang dibawa oleh roket kargo. Tahap keberangkatan kemudian akan melepaskan pelemparnya dan menghantar kapal angkasa ke bulan.
Langkah 4. Mencapai orbit bulan
Setelah kapal angkasa memasuki graviti bulan, tembak pendorong untuk melambatkannya dan letakkan di orbit mengelilingi bulan.
Langkah 5. Pindah ke pendarat lunar
Kedua-dua Project Apollo dan Project Constellation mempunyai modul pendaratan dan orbit yang terpisah. Modul arahan Apollo mensyaratkan bahawa satu daripada tiga angkasawan tetap berada di belakang untuk mengujinya, sementara dua yang lain menaiki modul bulan. Kapsul orbit Project Constellation dirancang untuk dijalankan secara automatik, sehingga keempat-empat angkasawan yang dirancang untuk dibawa dapat menaiki pendaratan bulannya, jika dikehendaki.
Langkah 6. Turun ke permukaan bulan
Oleh kerana bulan tidak memiliki atmosfer, maka perlu menggunakan roket untuk memperlambat penurunan pendaratan lunar hingga sekitar 100 mph (160 km / jam) untuk memastikan pendaratan yang utuh dan lebih lambat untuk menjamin penumpukannya dengan lembut. Sebaik-baiknya, permukaan pendaratan yang dirancang mestilah bebas dari batu besar; inilah sebabnya mengapa Laut Ketenangan dipilih sebagai lokasi pendaratan untuk Apollo 11.
Langkah 7. Terokai
Sebaik sahaja anda mendarat di bulan, sudah tiba masanya untuk mengambil langkah kecil itu dan menjelajahi permukaan bulan. Semasa berada di sana, anda dapat mengumpulkan batu dan debu bulan untuk dianalisis di Bumi, dan jika anda membawa rover lunar yang boleh dilipat seperti yang dilakukan oleh misi Apollo 15, 16, dan 17, anda juga boleh melakukan hot-rod di permukaan bulan hingga 11.2 mph (18 km / jam). (Jangan repot-repot untuk menghidupkan mesin; unit ini dikuasakan bateri, dan tidak ada udara untuk membawa suara mesin berputar.)
Bahagian 3 dari 3: Kembali ke Bumi
Langkah 1. Berkemas dan pulang
Setelah anda menjalankan perniagaan di bulan, bungkus sampel dan alat anda dan naiki pendaratan lunar anda untuk perjalanan pulang.
Modul bulan Apollo dirancang dalam dua tahap: tahap keturunan untuk menurunkannya ke bulan dan tahap pendakian untuk mengangkat angkasawan kembali ke orbit bulan. Tahap keturunan ditinggalkan di bulan (dan begitu juga penuruan bulan)
Langkah 2. Dok dengan kapal yang mengorbit
Modul arahan Apollo dan kapsul orbit Constellation dirancang untuk membawa angkasawan dari bulan kembali ke Bumi. Isi pendarat lunar dipindahkan ke orbit, dan pendarat lunar kemudian tidak berlabuh, akhirnya jatuh kembali ke bulan.
Langkah 3. Kembali ke Bumi
Titik utama pada modul perkhidmatan Apollo dan Constellation ditembakkan untuk melepaskan diri dari graviti bulan, dan kapal angkasa diarahkan kembali ke Bumi. Semasa memasuki graviti Bumi, tujahan modul perkhidmatan dihalakan ke arah Bumi dan ditembakkan lagi untuk memperlahankan kapsul perintah sebelum dipindahkan.
Langkah 4. Pergi untuk mendarat
Perisai panas modul arahan / kapsul terdedah untuk melindungi angkasawan dari panas masuk semula. Ketika kapal memasuki bahagian atmosfer bumi yang lebih tebal, parasut dikerahkan untuk memperlambat kapsul lebih jauh.
- Untuk Project Apollo, modul komando terperosok di lautan, seperti yang pernah dilakukan misi NASA berawak sebelumnya, dan ditemukan oleh kapal Angkatan Laut. Modul arahan tidak digunakan semula.
- Untuk Projek Konstelasi, rencananya adalah untuk mendarat di darat, seperti yang dilakukan misi ruang angkasa berawak Soviet, dengan percikan di lautan sebagai pilihan jika serangan di darat tidak mungkin dilakukan. Kapsul arahan direka untuk diperbaharui, menggantikan pelindung panasnya dengan yang baru, dan digunakan semula.
