A lua é o corpo celeste mais próximo da Terra, sua distância média é de 384.403 km. O primeiro satélite a voar com a lua foi o Luna 1 da Rússia, lançado em 2 de janeiro de 1959. Dez anos e meio depois, a missão Apollo 11 pousou Neil Armstrong e Edwin "Buzz" Aldrin no Mar da Tranquilidade em julho 20, 1969. Chegar à lua era uma tarefa assustadora (de acordo com John F. Kennedy) requer o melhor em energia e habilidade.
Etapa
Parte 1 de 3: planejando uma viagem
Etapa 1. Planeje a viagem em etapas
Embora a ficção científica popular diga que basta um foguete para fazer tudo, na verdade o foguete é dividido em várias partes: para alcançar a órbita baixa da Terra, para se transferir da Terra para a órbita lunar, para pousar na lua e para inverta todas essas etapas para retornar à Terra.
- Algumas histórias de ficção científica retratam uma história mais realista de ir à lua levando astronautas a uma estação espacial em órbita. Lá, um pequeno foguete conectado levará os astronautas à lua e de volta à estação. No entanto, esse método não foi usado devido à rivalidade entre os Estados Unidos e a União Soviética; As estações espaciais Skylab, Salyut e Estação Espacial Internacional foram fundadas após o término do projeto Apollo.
- O projeto Apollo usou um foguete Saturn V de três estágios. O estágio mais baixo levanta o foguete da pista para uma altitude de 68 km, o segundo estágio empurra o foguete quase até a órbita terrestre baixa e o terceiro estágio o empurra para a órbita e depois em direção à lua.
- O projeto Constellation proposto pela NASA para retornar à lua em 2018 consiste em dois foguetes de dois estágios. Existem dois projetos de foguetes de primeiro estágio: Ares I, um estágio de elevação da tripulação que consiste em um foguete propulsor de cinco segmentos, e Ares V, um estágio de elevação da tripulação e carga que consiste em cinco motores de foguete sob tanques de combustível externos mais dois cinco propulsores de foguete sólidos. -segmento. O segundo estágio para ambas as versões usa um único motor de combustível líquido. A montagem de serviço pesado levará a cápsula orbital lunar e o módulo de aterrissagem, para onde os astronautas serão transportados quando os dois sistemas de foguetes acoplarem.
Etapa 2. Faça as malas para a viagem
Como a lua não tem atmosfera, você deve carregar seu próprio oxigênio para respirar lá e, quando andar pela superfície lunar, deve usar um traje espacial para se proteger contra o calor escaldante das duas semanas de luz do dia e o frio congelante do céu à noite, para não mencionar a radiação e os micrometeores que entram na atmosfera da superfície da lua.
- Você também precisa de comida. A maior parte dos alimentos consumidos pelos astronautas deve ser liofilizada e concentrada para reduzir o peso, depois dissolvida pela adição de água antes de comer. Os astronautas também devem comer uma dieta rica em proteínas para minimizar a quantidade de resíduos que o corpo produz depois de comer.
- Tudo que você leva para o espaço adiciona peso e aumenta a quantidade de combustível e foguetes que o transportam para o espaço, portanto, você não deve levar muitos objetos pessoais para o espaço. O peso na lua é 6 vezes maior do que o peso na Terra.
Etapa 3. Determine a oportunidade de lançamento
A probabilidade de lançamento é o intervalo de tempo para lançar um foguete da Terra para pousar em uma área desejada na lua, desde que haja luz suficiente para explorar a área de pouso. As probabilidades de lançamento são definidas de duas maneiras, probabilidades mensais e probabilidades diárias.
- As probabilidades mensais aproveitam os planos da área de pouso relacionados à Terra e ao sol. Uma vez que a gravidade da Terra força a lua a ficar de frente para o mesmo lado da Terra, as missões exploratórias são definidas na região do lado voltado para a Terra para permitir a comunicação de rádio entre a Terra e a lua. A hora escolhida é quando o sol brilha na área de pouso.
- Oportunidades diárias tiram proveito das condições de lançamento, como o ângulo em que a espaçonave é lançada, o desempenho do foguete impulsionador e a presença da nave desde o lançamento para rastrear o andamento do voo do foguete. Anteriormente, as condições de luz para o lançamento da aeronave também eram importantes porque durante o dia seria mais fácil monitorar o cancelamento na plataforma de lançamento ou antes de entrar em órbita, bem como a capacidade de documentar as fotos do cancelamento. Os lançamentos à luz do dia são menos necessários porque a NASA tem mais controle sobre o monitoramento da missão; A Apollo 17 foi lançada à noite.
Parte 2 de 3: para a lua
Etapa 1. Prepare-se para decolar
Idealmente, um foguete dirigido para a lua deve ser lançado verticalmente para aproveitar a rotação da Terra para ajudar a atingir a velocidade orbital. No entanto, o projeto Apollo da NASA tornou possível decolar em um ângulo de 18 graus em qualquer direção verticalmente sem muita interferência com o lançamento.
Etapa 2. Alcance a órbita baixa da Terra
Para escapar da atração gravitacional da Terra, há duas velocidades a serem consideradas: a velocidade de escape e a velocidade orbital. A velocidade de escape é a velocidade necessária para escapar completamente da gravidade do planeta, enquanto a velocidade orbital é a velocidade necessária para entrar em órbita ao redor do planeta. A velocidade de escape para a superfície da Terra é de cerca de 25.000 mph (40.248 km / s), enquanto a velocidade orbital na superfície é de cerca de 18.000 mph (7,9 km / s). A energia para atingir a velocidade orbital é menor que a velocidade de escape.
Além disso, o número de velocidades orbitais e de escape diminui à medida que você continua a se afastar da superfície da Terra. A velocidade de escape é cerca de 1.414 (raiz quadrada de 2) vezes a velocidade orbital
Etapa 3. Mude para a trajetória translunar
Depois de atingir a órbita baixa da Terra e confirmar que todos os sistemas da nave estão funcionando, é hora de ativar os propulsores e seguir para a lua.
- No projeto Apollo, isso foi feito disparando um propulsor final de três estágios para impulsionar a espaçonave até a lua. Ao longo do caminho, o Módulo de Comando / Serviço (módulo de comando / serviço, abreviado CSM) se separou do terceiro estágio, deu a volta e encaixou no Módulo de Excursão Lunar (módulo de excursão lunar, abreviado LEM), que foi transportado no topo do terceira etapa.
- O Projeto Constellation planeja lançar um foguete tripulado e uma cápsula de comando ancorada na órbita baixa da Terra usando o estágio de partida e o módulo lunar transportado por um foguete de carga. O estágio de partida disparará impulsionadores e enviará a espaçonave para a lua.
Etapa 4. Alcance a órbita lunar
Assim que a espaçonave entrar na gravidade da lua, dispare um propulsor para desacelerá-la e colocá-la em órbita ao redor da lua.
Etapa 5. Mude para o módulo lunar
O Projeto Apollo e o Projeto Constelação têm módulos orbitais e de aterrissagem separados. O módulo de comando Apollo exigia que um dos três astronautas estivesse no leme do piloto, enquanto os outros dois astronautas embarcaram no módulo lunar. A cápsula orbital do Projeto Constellation foi projetada para ser automatizada, de modo que todos os quatro astronautas possam embarcar no módulo lunar, se necessário.
Etapa 6. Desça à superfície da lua
Como a lua não tem atmosfera, foguetes são usados para desacelerar o módulo lunar para uma velocidade de cerca de 160 km / h. Isso garante uma aterrissagem perfeita e suave, de modo a garantir que todos os passageiros estejam seguros. Idealmente, a superfície de aterrissagem planejada deve estar livre de pedras grandes; esta é a razão pela qual o Mar da Tranquilidade foi escolhido como local de pouso da Apollo 11.
Etapa 7. Explorar
Depois de pousar na lua, é hora de dar um pequeno passo e explorar a superfície lunar. Enquanto estiver lá, você pode coletar rochas lunares e poeira para análise na Terra, e se você pegar um rover lunar dobrável como os das missões Apollo 15, 16 e 17, poderá dirigir na superfície lunar por até 18 km / h. horas. (O rover lunar é alimentado por bateria e não usa as rotações do motor porque não há ar para fornecer o som das rotações do motor.)
Parte 3 de 3: De volta à Terra
Etapa 1. Faça as malas e vá para casa
Assim que seu trabalho lunar terminar, empacote todas as amostras e equipamentos e salte para o módulo lunar para voltar para casa.
O módulo lunar Apollo foi projetado em dois estágios: um estágio descendente para pousar na lua e um estágio ascendente para levar os astronautas de volta à órbita lunar. O estágio descendente foi deixado na lua (assim como no rover lunar)
Etapa 2. Aproxime-se da nave em órbita
O módulo de comando Apollo e a cápsula orbital Constellation foram projetados para levar astronautas da Lua de volta à Terra. O conteúdo do módulo lunar foi transferido para o orbitador, então o módulo lunar se separou e finalmente voltou para a lua.
Etapa 3. Retorne à Terra
Os propulsores principais nos módulos de serviço da Apollo e Constellation foram disparados para escapar da gravidade da lua, e a espaçonave foi direcionada de volta para a Terra. Entrando na gravidade da Terra, os propulsores do módulo de serviço são apontados para a Terra e disparados novamente para desacelerar a cápsula de comando antes de serem descarregados.
Etapa 4. Prepare-se para pousar
O módulo de comando / escudo térmico da cápsula é exposto para proteger os astronautas do calor atmosférico. Conforme a nave entra na parte mais espessa da atmosfera da Terra, o paraquedas é aberto para diminuir a velocidade da cápsula.
- No projeto Apollo, o módulo de comando mergulhou no mar exatamente como a missão tripulada concluída anterior da NASA e foi recuperado por um navio da Marinha. O módulo de comando não é reutilizado.
- O Projeto Constellation planeja pousar no solo, como a missão espacial tripulada soviética havia feito. Se a terra não for possível, então um desembarque alternativo no mar é usado. A cápsula de comando foi projetada para ser reparada substituindo seu escudo térmico e, em seguida, reutilizada.
