איך ללכת לירח?
אם אתה רוצה ללכת לירח, שגר את הרקטה שלך אנכית והגיע למסלול כדור הארץ נמוך, שייקח מהירות של כ 25000 קמ"ש, או 7 מייל לשנייה. הוציאו את הדחפים שלכם ועברו למסלול מעבר לירח. ברגע שאתה נכנס לכוח הכבידה של הירח, הירי את התנועות כדי להאט את הרקטה שלך כדי שתוכל להשיג מסלול ירח. העבר לנחיתה הירחית וירד אל פני הירח! המשך לקרוא כדי ללמוד איזה סוג אוכל לארוז לטיול שלך!
מודול הירח של אפולו תוכנן בשני שלבים: שלב ירידה להורדתו לירח ושלב עלייה להעלאת האסטרונאוטים בחזרה למסלול הירח.
הירח הוא הגוף הקרוב ביותר בחלל לכדור הארץ, עם מרחק ממוצע של 238857 מיילים (384403 ק"מ). החללית הראשונה שעפה על ידי הירח הייתה לונה 1 הרוסית, שהושקה ב -2 בינואר 1959. עשר שנים וחצי שנה לאחר מכן, המשימה של אפולו 11 הנחיתה את ניל ארמסטרונג ואדווין "באז" אולדרין על ים השקט ב -20 ביולי 1969. ללכת לירח זו משימה, כדי לנסח מחדש את ג'ון פ. קנדי, דורשת את מיטב האנרגיות והמיומנויות של האדם.
חלק 1 מתוך 3: תכנון הטיול
- 1מתכננים ללכת בשלבים. למרות ספינות הרקטות הכל-אחד הפופולריות בסיפורי מדע בדיוני, ללכת לירח הוא משימה המתפרקת בצורה הטובה ביותר לחלקים נפרדים: השגת מסלול כדור הארץ נמוך, מעבר מכדור הארץ למסלול הירח, נחיתה על הירח והיפוך המדרגות לחזור לכדור הארץ.
- בכמה סיפורי מדע בדיוני שתיארו גישה מציאותית יותר לעלות לירח היו אסטרונאוטים הולכים לתחנת חלל המעגלת מקום בו עגנו רקטות קטנות יותר שייקחו אותם לירח וחזרה לתחנה. מכיוון שאירופה הייתה בתחרות עם ברית המועצות, גישה זו לא אומצה; תחנות החלל Skylab, Salyut ותחנת החלל הבינלאומית הוקמו כולם לאחר סיום פרויקט אפולו.
- פרויקט אפולו השתמש ברקטת שבתאי החמישית בשלושה שלבים. השלב הראשון התחתון ביותר הרים את המכלול מעל משטח השיגור לגובה של 68 ק"מ, השלב השני הגביר אותו כמעט למסלול כדור הארץ נמוך, והשלב השלישי דחף אותו למסלול ואז לעבר הירח.
- פרויקט הכוכבים שהציע נאס"א לחזרה לירח בשנת 2018 מורכב משתי רקטות שונות דו-שלביות. ישנם שני עיצובי רקטות השלב הראשון שונים: צוות בלבד בשלב הרמת מורכב מגבר רקטות חמש-קטע בודד, ואני ארס, וצוות-ו-מטען הרמת במה מורכב מחמישה מנוע טילים מתחת מכל דלק חיצוני שיושלם על ידי שני מאיצי רקטות מוצקים בחמישה קטעים, ארס V. השלב השני בשתי הגרסאות משתמש במנוע דלק נוזלי יחיד. מכלול ההרמה הכבדה היה נושא את כמוסת מסלול הירח ואת הנחיתה, אליהם יעבירו האסטרונאוטים כאשר שתי מערכות הרקטות עוגנות.
- 2חבילה לטיול. מכיוון שלירח אין אטמוספירה, אתה צריך להביא חמצן משלך כדי שיהיה לך מה לנשום בזמן שאתה שם, וכשאתה מסתובב על פני הירח אתה צריך להיות בחללית חלל כדי להגן על עצמך מפני החום הבוער של יום ירח בן שבועיים או קור משתנה בליל הירח הארוך באותה מידה - שלא לדבר על הקרינה והמיקרו-מטאורואידים שחוסר האווירה חושף את פני השטח אליהם.
- תצטרך גם שיהיה לך מה לאכול. על מרבית המאכלים המשמשים את האסטרונאוטים במשימות חלל להיות מיובשים בהקפאה ומרוכזים בכדי להפחית ממשקלם ואז להרכיבם מחדש באמצעות הוספת מים בעת אכילתם. הם גם צריכים להיות מזון עתיר חלבונים כדי למזער את כמות הפסולת הגופנית שנוצרת לאחר האכילה. (לפחות אתה יכול לשטוף אותם עם טאנג).
- כל מה שתיקח איתך לחלל מוסיף משקל, מה שמגדיל את כמות הדלק הדרושה להרמתו ואת הרקטה הנושאת אותו לחלל, כך שלא תוכל לקחת יותר מדי חפצים אישיים לחלל - וסלעי הירח האלה ישקלו פי 6 על פני כדור הארץ מאשר על הירח.
- 3קבעו את חלון ההשקה. חלון שיגור הוא טווח הזמן לשיגור הרקטה מכדור הארץ כדי להיות מסוגל לנחות באזור הרצוי של הירח בתקופה בה יהיה מספיק אור לחקר שטח הנחיתה. חלון ההשקה הוגדר למעשה בשתי דרכים, כחלון חודשי וחלון יומי.
- חלון ההשקה החודשי מנצל היכן באזור הנחיתה המתוכנן הוא ביחס לכדור הארץ לבין השמש. מכיוון שכוח המשיכה של כדור הארץ מכריח את הירח לשמור על אותו צד מול כדור הארץ, נבחרו משימות חקר באזורים של הצד הפונה לכדור הארץ כדי לאפשר תקשורת רדיו בין כדור הארץ לירח. היה צריך גם לבחור את הזמן בזמן שהשמש זרחה על אזור הנחיתה.
- חלון ההשקה היומי מנצל תנאי השקה, כגון הזווית שבה החללי תשוגר, את הביצועים של רקטות האצה, ואת הנוכחות של downsite ספינה מההשקה כדי לעקוב אחר התקדמות טיסת הטיל. בשלב מוקדם, תנאי האור לשיגור היו חשובים, מכיוון שאור יום הקל על פיקוח על הפלות במשטח השיגור או לפני השגת מסלול, כמו גם על היכולת לתעד הפלות עם צילומים. ככל שנאס"א קיבלה יותר תרגול בפיקוח על משימות, שיגור אור יום היה פחות נחוץ; אפולו 17 הושק בלילה.
הירח הוא הגוף הקרוב ביותר בחלל לכדור הארץ, עם מרחק ממוצע של 384403 ק"מ.
חלק 2 מתוך 3: לירח או לחזה
- 1הרם. באופן אידיאלי, רקטה המכוונת לירח צריכה להיות משוגרת אנכית כדי לנצל את סיבוב כדור הארץ בכדי לעזור לה להשיג מהירות מסלולית. עם זאת, בפרויקט אפולו, נאס"א איפשרה טווח אפשרי של 18 מעלות לכיוון האנכי מבלי לפגוע משמעותית בשיגור.
- 2השג מסלול כדור הארץ נמוך. בבריחה ממשיכת כוח המשיכה של כדור הארץ, יש לקחת שתי מהירויות שיש לקחת בחשבון: מהירות בריחה ומהירות מסלולית. מהירות בריחה היא המהירות הדרושה כדי להימלט לחלוטין מכוח המשיכה של כוכב הלכת, ואילו מהירות מסלול היא המהירות הדרושה בכדי לעבור למסלול סביב כוכב לכת. מהירות הבריחה לפני השטח של כדור הארץ היא כ- 25000 קמ"ש או 7 מייל לשנייה (40248 קמ"ש או 11,2 קמ"ש), ואילו מהירות מסלול השטח היא. מהירות מסלול כדור הארץ היא רק סביב 18000 קמ"ש (7,9 קמ"ש); נדרש פחות אנרגיה כדי להשיג מהירות מסלולית מאשר מהירות בריחה.
- יתר על כן, הערכים למהירות מסלולית ובריחה יורדים ככל שמתרחקים משטח כדור הארץ, כאשר מהירות הבריחה תמיד בערך 1,414 (השורש הריבועי פי 2) מהירות מסלולית.
- 3מעבר למסלול מעבר לירח. לאחר השגת מסלול כדור הארץ נמוך ואימות שכל מערכות הספינה תפקודיות, הגיע הזמן לירות במנועים וללכת לירח.
- עם פרויקט אפולו זה נעשה על ידי ירי הפסיכולוגים של שלב שלישי בפעם האחרונה כדי להניע את החללית לעבר הירח. בדרך, מודול הפקודה / שירות (CSM) נפרד מהשלב השלישי, הסתובב ועגן עם מודול הטיול הירחי (LEM) הנישא בחלקו העליון של השלב השלישי.
- עם פרויקט קונסטלציה, התוכנית היא שהטיל יוביל את הצוות וקפסולת הפיקוד שלו יעגו במסלול כדור הארץ נמוך עם שלב היציאה ונחתת הירח שהועלו על ידי רקטת המטען. שלב היציאה היה אז יורה במתיחיו ושולח את החללית לירח.
- 4השג מסלול ירח. ברגע שהחללית נכנסת לכוח המשיכה של הירח, הירי את הדחפים כדי להאט אותה ולהניח אותה במסלול סביב הירח.
- 5העבר לנחתת הירח. הן פרויקט אפולו והן פרויקט קונסטלציה כוללים מודולים מסלוליים ונחיתהיים נפרדים. מודול הפיקוד של אפולו נדרש כי אחד משלושת האסטרונאוטים להישאר מאחור כדי טייס זה, בעוד השניים האחרים עלו על מודול הירח. הקפסולה המסלולית של פרויקט קונסטלציה מתוכננת להפעלה אוטומטית, כך שכל ארבעת האסטרונאוטים שהיא נועדה לשאת יוכלו לעלות לנחתת הירח שלה, אם תרצה בכך.
- 6יורדים אל פני הירח. מכיוון שלירח אין אטמוספרה, יש צורך להשתמש ברקטות כדי להאט את הירידה של נחת הירח לכ- 160 קמ"ש (160 קמ"ש) כדי להבטיח נחיתה שלמה ועדיין לאט יותר כדי להבטיח לנוסעיה נחיתה רכה. באופן אידיאלי, משטח הנחיתה המתוכנן צריך להיות נקי מסלעים ניכרים; זו הסיבה שים השלווה נבחר לאתר הנחיתה של אפולו 11.
- 7לחקור. ברגע שאתה נוחת על הירח, הגיע הזמן לעשות את הצעד הקטן הזה ולחקור את פני הירח. בעודך שם, אתה יכול לאסוף סלעי ירח ואבק לניתוח על פני כדור הארץ, ואם הביא איתך נווט ירח מתקפל כפי שעשו משימות אפולו 15, 16 ו -17, אתה יכול אפילו לחמם על פני הירח עד 11, 2 קמ"ש (18 קמ"ש). (עם זאת, אל תטרח להחזיר את המנוע; היחידה מופעלת באמצעות סוללה, ובכל מקרה אין אוויר לשאת קול של מנוע מסתובב).
ברגע שאתה נכנס לכוח המשיכה של הירח, הירי את התנועות כדי להאט את הרקטה שלך כדי שתוכל להשיג מסלול ירח.
חלק 3 מתוך 3: חזרה לארץ
- 1לארוז וללכת הביתה. לאחר שעשיתם את העסק שלכם על הירח, ארזו את הדגימות והכלים ועלו לנחתת הירח שלכם לנסיעה חזרה.
- מודול הירח של אפולו תוכנן בשני שלבים: שלב ירידה להורדתו לירח ושלב עלייה להעלאת האסטרונאוטים בחזרה למסלול הירח. שלב הירידה הושאר מאחור על הירח (וכך גם נודד הירח).
- 2עגינה עם הכלי המקיף. מודול הפיקוד של אפולו וקפסולת מסלול הכוכבים נועדו לקחת אסטרונאוטים מהירח חזרה לכדור הארץ. תכולתם של נוחיות הירח מועברים למובילים, ונוחתות הירח אז אינן מעוגנות, כדי בסופו של דבר להתרסק חזרה לירח.
- 3חזרו ארצה. הדחף הראשי במודולי השירות אפולו וקונסטלציה מופעל בכדי להימלט מכוח המשיכה של הירח, והחללית מופנית חזרה לכדור הארץ. עם כניסתו לכוח המשיכה של כדור הארץ, מכוון מודול השירות מופנה לעבר כדור הארץ ונורה שוב כדי להאט את כמוסת הפיקוד לפני שהוטל עליו.
- 4לכו לנחיתה. מגן החום של מודול הפיקוד / כמוסה חשוף כדי להגן על האסטרונאוטים מפני חום הכניסה החוזרת. כאשר הכלי נכנס לחלק העבה יותר של האטמוספירה של כדור הארץ, מצנחים נפרשים כדי להאט את הקפסולה עוד יותר.
- עבור פרויקט אפולו, מודול הפיקוד התזה באוקיאנוס, כפי שעשו משימות נאס"א מאוישות קודמות, והתאושש על ידי ספינת חיל הים. לא נעשה שימוש חוזר במודולי הפקודה.
- עבור פרויקט קונסטלציה, התוכנית היא לגעת ביבשה, כפי שעשו משימות חלל מאוישות של ברית המועצות, כאשר התזה באוקיאנוס היא אפשרות אם לא ניתן יהיה לגעת ביבשה. קפסולת הפיקוד נועדה לשפץ, להחליף את מגן החום שלה בחדש, ולעשות בה שימוש חוזר.
ברגע שהחללית נכנסת לכוח המשיכה של הירח, הירי את התנועות כדי להאט אותה ולהניח אותה במסלול סביב הירח.
- חברות פרטיות נכנסות בהדרגה לעסק של לעלות לירח. בנוסף לתכנון וירג'ין ברנסון של וירג'ין גלקטיק להציע טיסות תת-מסלוליות לחלל, חברה בשם Space Adventures תכננה להתקשר עם רוסיה להעביר שני אנשים מסביב לירח בחללית סויוז שהונתה על ידי קוסמונאוט מיומן במחיר של 75 מיליון יורו כרטיס.
- שים לב שרוב משימות הירח דורשות בדיקה יסודית של הציוד לפני השיגור. למשימת אפולו 11 שהנחיתה את ארמסטרונג ואלדרין קדמו ארבע משימות מאוישות שבדקו את מודול הפיקוד (אפולו 7) ונחתת הירח (אפולו 9 ו -10), כמו גם היכולת להעביר מכדור הארץ למסלול הירח ובחזרה (אפולו 8 ו -10). האסטרונאוטים נאלצו גם לעבור בדיקות כושר קבועות ואימונים כיצד להשתמש בציוד שלהם. כמו כן, 3 אסטרונאוטים מתו בשריפה של אפולו 1.
שאלות ותשובות
- מדוע איש לא היה בירח ב -25 השנים האחרונות?אין שום ערך אמיתי לעלות לירח. זה יקר; אתה צריך לשמור על האסטרונאוטים שלך בחיים, אז זה אפילו יקר יותר; לרקטה שלך יש מגבלות משקל, כך שאתה לא יכול לקחת איתך הרבה או להחזיר הרבה; כל מדע שרוצים לעשות על הירח יכול להיעשות על ידי מזל"טים זולים בהרבה.
- האם הירח עשוי מגבינה?זה לא; זהו פולקלור ישן שמבוסס על כך שאנשים לא יודעים ממה עשוי הירח, יחד עם הדמיון שלו לגלגל גבינה. ניל ארמסטרונג, אדווין אלדרין ומייקל קולינס הוכיחו שמדובר בעיקר במלט וסיליקון טבעי.
- כמה זה יעלה?זה יכול לעלות מאות אלפי דולרים ללכת לירח.
- כמה זמן לוקח להגיע לירח?בהתבסס על משימות עבר של נאס"א, ייקח בערך שלושה ימים להגיע לירח.
- האם מותר לאזרחים פרטיים ללכת לירח?SpaceX מוכרת כרטיסים לסיבוב סביב הירח, אך עדיין לא על פני השטח. אולי נגיע לשם בקרוב יום אחד.
- כיצד ניתן להוביל מים לירח?אתה מביא אותו בבקבוקים או במיכל מים.
- מדוע מדינות נוספות לא הולכות לירח?ובכן, אין הרבה מה להרוויח מלהלך לירח, עכשיו. זה יקר ואנחנו לא יכולים להחזיר משאבים יקרי ערך. רק רצינו להוכיח שאפשר לעשות את זה, ועכשיו עשינו את זה.
- כמה ימים אנשים בילו על הירח?האסטרונאוטים של אפולו בילו 22 שעות על הירח, שזה בערך ממוצע.
- מה קורה אם אני צריך ללכת לשירותים כשאני בדרך לירח?חליפת הגוף שלבשה במשימה נועדה לטפל במצבי חירום כאלה. יתר על כן, התזונה של כל מי שנמצא על הסיפון נשלטת בקפדנות שבועות וחודשים לפני ההשקה. אז בקרת המשימה אפילו יודעת כמה מזה ייצא ב'אמבטיה 'שלך.
- האם אוכל ללכת לירח בעזרת נאס"א?כאזרח פרטי, עדיף לך לבקש מ- SpaceX עזרה במקום מנאס"א. SpaceX כבר מוכרת מושבים לטיולים סביב הירח, כך שזה לא הרבה מתיחה שהם יכולים לקחת אנשים גם אל פני הירח.
