Kuu on Maale lähim kosmosekeha, mille keskmine kaugus on 238 857 miili (384 400 km). Esimene Kuu juures lennanud sond oli Vene Luna 1, mis lasti välja 2. jaanuaril 1959. Kümme aastat ja kuus kuud hiljem maandus Apollo 11 missioon Neil Armstrongi ja Edwin “Buzz†Aldrini rahumerel 20. juulil 1969”. Kuule minek on ülesanne, mis John F. Kennedyt parafraseerides nõuab inimese parimat energiat ja oskusi.
1
Plaan minna etappidena. Vaatamata ulmelugudes populaarsetele kõik-ühes rakettlaevadele on Kuule minek missioon, mis on kõige parem jagada eraldi osadeks: madala maa orbiidi saavutamine, üleminek Maa orbiidile, Kuule maandumine ja sammude tagurdamine. Maale naasta.Mõned ulmelood, mis kujutasid Kuule mineku realistlikumat lähenemist, olid astronaudidel suundumas tiirlevale kosmosejaamale, kus olid dokitud väiksemad raketid, mis viivad nad Kuule ja tagasi jaama. Kuna USA konkureeris Nõukogude Liiduga, ei võetud seda lähenemisviisi omaks; kosmosejaamad Skylab, Salyut ja International Space Station pandi kõik üles pärast Apollo projekti lõppu. Apollo projektis kasutati kolmeastmelist raketti Saturn V. Kõige alumine esimene aste tõstis koostu stardiplatvormilt 42 miili (68 km) kõrgusele, teine aste tõstis selle peaaegu madalale Maa orbiidile ja kolmas aste lükkas selle orbiidile ja seejärel Kuu poole. NASA poolt välja pakutud tähtkuju projekt 2018. aastal Kuule naasmiseks koosneb kahest erinevast kaheastmelisest raketist. Esimese astme rakettide konstruktsioone on kaks erinevat: ainult meeskonnale mõeldud tõstetapp, mis koosneb ühest viiesegmendilisest raketivõimendist Ares I, ning meeskonna ja lasti tõsteaste, mis koosneb viiest rakettmootorist välise kütusepaagi all, millele on lisatud kaks viiesegmendilist tahke raketivõimendit Ares V. Mõlema versiooni teine etapp kasutab ühe vedelkütuse mootorit. Raske tõsteseade kannaks Kuu orbitaalkapslit ja maandurit, mille astronaudid kahe raketisüsteemi dokkides üle viivad.
2
Pakkige reisile kaasa. Kuna Kuul puudub atmosfäär, peate te ise kaasa võtma hapnikku, et teil oleks seal viibides midagi hingata, ja Kuu pinnal ringi jalutades peate kandma skafandrit, et kaitsta end lõõskava kuumuse eest. kahe nädala pikkune kuupäev või sama pika kuuöö meeletu külm – rääkimata kiirgusest ja mikrometeoroididest, millele atmosfääri puudumine maapinna paljastab. Peate ka midagi süüa saama. Enamik toiduaineid, mida astronaudid kosmosemissioonidel kasutavad, tuleb nende kaalu vähendamiseks külmkuivatada ja kontsentreerida ning seejärel taastamiseks lisada vett. Need peavad olema ka kõrge valgusisaldusega toidud, et minimeerida pärast söömist tekkivate kehajäätmete hulka. (Vähemalt saab neid Tangiga maha pesta.)Kõik, mis kosmosesse kaasa võtate, lisab kaalu, mis suurendab selle tõstmiseks vajaliku kütuse ja seda kosmosesse kandva raketi hulka, nii et te ei saa liiga palju kaasa võtta. palju isiklikke esemeid kosmosesse – ja need Kuu kivimid kaaluvad Maal 6 korda rohkem kui Kuul.
3
Määrake käivitusaken. Stardiaken on ajavahemik, mille jooksul rakett Maast välja lasta, et oleks võimalik maanduda Kuu soovitud piirkonda ajal, mil maandumisala uurimiseks oleks piisavalt valgust. Stardiaken defineeriti tegelikult kahel viisil, kuu- ja päevaaknana. Igakuine stardiaken kasutab ära seda, kus on planeeritud maandumisala Maa ja päikese suhtes. Kuna Maa gravitatsioon sunnib Kuud hoidma sama külge Maa poole, valiti uurimismissioonid Maa poole suunatud piirkondades, et võimaldada raadioside Maa ja Kuu vahel. Samuti tuli kellaaeg valida ajal, mil päike paistis maandumisalale. Igapäevane stardiaken kasutab ära starditingimusi, nagu kosmoseaparaadi stardinurk, võimendusrakettide jõudlus ja laeva kohalolek stardist alates, et jälgida raketi lennu edenemist. Alguses olid stardi valgustingimused olulised, kuna päevavalgus hõlbustas stardiplatvormil või enne orbiidile jõudmist katkestuste jälgimist, samuti oli võimalik katkestusi fotodega dokumenteerida. Kuna NASA sai missioonide jälgimisel rohkem praktikat, oli päevavalguses startimine vähem vajalik; Apollo 17 lasti õhku öösel.
4
Õhku tõusma. Ideaalis tuleks Kuu poole suunduv rakett välja saata vertikaalselt, et kasutada ära Maa pöörlemist ja aidata tal saavutada orbiidi kiirust. Kuid projektis Apollo lubas NASA võimalikku vahemikku 18 kraadi mõlemas suunas vertikaalselt, ilma et see oleks oluliselt kahjustanud.
5
Saavutage madal Maa orbiit. Maa gravitatsiooni tõmbejõu eest põgenemisel tuleb arvestada kahe kiirusega: põgenemiskiirus ja orbiidi kiirus. Põgenemiskiirus on kiirus, mis on vajalik planeedi gravitatsioonist täielikult põgenemiseks, samas kui orbiidi kiirus on kiirus, mis on vajalik planeedi ümber orbiidile jõudmiseks. Põgenemiskiirus Maa pinnal on umbes 25 000 mph ehk 7 miili sekundis (40 248 km/h või 11,2 km/s), samas kui orbiidi kiirus pinnal on . Maapinna orbiidi kiirus on vaid umbes 18 000 mph (7,9 km/s); orbiidi kiiruse saavutamiseks kulub vähem energiat kui põgenemiskiiruse saavutamiseks. Peale selle langevad orbiidi- ja põgenemiskiiruse väärtused, mida kaugemale Maa pinnast lähete, kusjuures põgenemiskiirus on alati ligikaudu 1,414 (ruutjuur 2) korda orbiidi kiirusest.
6
Üleminek kuuülesele trajektoorile. Olles saavutanud madala orbiidi Maa ja kontrollinud, et kõik laevasüsteemid on töökorras, on aeg tulistada tõukejõude ja minna Kuule. Projekti Apollo puhul tulistati see kolmanda astme tõukuritest viimast korda, et viia kosmoselaev Kuu poole. . Teel eraldus juhtimis-/teenindusmoodul (CSM) kolmandast etapist, pööras ümber ja dokkis kolmanda etapi ülemises osas kaasas oleva Kuu-ekskursioonimooduliga (LEM). Projekti Constellationiga on plaanis saavutada meeskonda kandev rakett ja selle juhtimiskapsli dokk madalal Maa orbiidil koos lähteastme ja Kuu maanduriga, mille lastirakett tõstab. Väljumisaste tulistaks seejärel oma tõukurid ja saadaks kosmoseaparaadi Kuule.
7
Saavutage Kuu orbiit. Kui kosmoselaev siseneb Kuu gravitatsioonile, laske selle aeglustamiseks ja Kuu ümber orbiidile asetamiseks tõukuritest välja.
8
Ülekanne Kuu maandurile. Nii Project Apollol kui ka Project Constellationil on eraldi orbitaal- ja maandumismoodulid. Apollo käsumoodul nõudis, et üks kolmest astronaudist jääks selle piloodiks maha, ülejäänud kaks aga läksid Kuu mooduli pardale. Projekti Constellation orbitaalkapsel on loodud töötama automaatselt, nii et kõik neli selle kandmiseks mõeldud astronauti saaksid soovi korral selle Kuu maanduri pardale minna.
9
Laskuge kuu pinnale. Kuna Kuul puudub atmosfäär, on vaja kasutada rakette, et aeglustada Kuu maanduri laskumist kiiruseni umbes 160 km/h, et tagada puutumatu maandumine, ja aeglasemalt, et tagada reisijatele pehme maandumine. Ideaalis peaks planeeritud maandumispind olema suurtest rändrahnidest vaba; Seetõttu valiti Apollo 11 maandumispaigaks Rahumeri.
10
Uurige. Kui olete Kuule maandunud, on aeg teha see üks väike samm ja uurida Kuu pinda. Seal viibides saate koguda Kuu kivimeid ja tolmu Maal analüüsimiseks ning kui võtsite kaasa kokkupandava kuukulguri, nagu Apollo 15, 16 ja 17 missioonid tegid, saate isegi Kuu pinnal kuni 11,2 kraadini. mph (18 km/h). (Ärge aga viitsige mootorit pöördesse ajada; seade on akutoitel ja nagunii pole õhku, mis pöördmootori häält edasi kannaks.)
11
Paki asjad kokku ja mine koju. Kui olete Kuu peal oma äri teinud, pakkige proovid ja tööriistad kokku ning minge tagasisõiduks Kuu maanduri pardale. Apollo kuumoodul koostati kahes etapis: laskumistapp Kuule alla saamiseks ja tõus. etapp, et tõsta astronaudid tagasi Kuu orbiidile. Laskumise etapp jäi Kuule maha (ja nii ka kuukulgur).
12
Dokkige orbiidil oleva laevaga. Apollo käsumoodul ja orbitaalkapsel Constellation on mõlemad loodud astronautide viimiseks Kuult tagasi Maale. Kuu maandurite sisu kantakse üle orbiidile ja seejärel eemaldatakse Kuu maandurid dokist, et lõpuks Kuule tagasi kukkuda.
13
Suunduge tagasi Maale. Apollo ja Constellationi teenindusmoodulite põhitõukur tulistatakse Kuu gravitatsiooni eest põgenemiseks ja kosmoselaev suunatakse tagasi Maale. Maa gravitatsioonile sisenemisel suunatakse teenindusmooduli tõukur Maa poole ja tulistatakse uuesti, et aeglustada käsukapsli jõudmist enne väljaviskamist.
14
Mine maandumisele. Käsumooduli/kapsli kuumakaitse on avatud, et kaitsta astronaute uuesti sisenemise kuumuse eest. Kui laev siseneb Maa atmosfääri paksemasse ossa, rakendatakse langevarjud, et kapslit veelgi aeglustada. Projekti Apollo jaoks paiskus juhtimismoodul ookeani alla, nagu olid teinud NASA varasemad mehitatud missioonid, ja mereväe laev võttis selle tagasi. Käsumooduleid ei kasutatud uuesti. Projekti Constellation puhul on kavas puudutada maad, nagu seda tegid Nõukogude mehitatud kosmosemissioonid. Kui maale maandumine pole võimalik, on võimalus ookeanile pritsida. Käsukapsel on mõeldud renoveerimiseks, asendades selle soojuskaitse uuega, ja taaskasutamiseks.