ดวงจันทร์เป็นเทห์ฟากฟ้าที่อยู่ใกล้โลกมากที่สุด ระยะทางเฉลี่ย 384,403 กม. ดาวเทียมดวงแรกที่บินกับดวงจันทร์คือ Luna 1 จากรัสเซีย เปิดตัวเมื่อวันที่ 2 มกราคม 1959 สิบปีต่อมาครึ่ง ภารกิจ Apollo 11 ลงจอด Neil Armstrong และ Edwin "Buzz" Aldrin ในทะเลแห่งความเงียบสงบในเดือนกรกฎาคม 20 ต.ค. 1969 การไปดวงจันทร์เป็นงานที่น่ากลัว (อ้างอิงจาก John F. Kennedy) ต้องใช้พลังงานและทักษะที่ดีที่สุด
ขั้นตอน
ตอนที่ 1 จาก 3: การวางแผนการเดินทาง
ขั้นตอนที่ 1. วางแผนการเดินทางเป็นระยะ
แม้ว่านิยายวิทยาศาสตร์ยอดนิยมจะบอกว่าต้องใช้เรือจรวดเท่านั้นในการทำทุกสิ่ง อันที่จริง เรือจรวดถูกแบ่งออกเป็นหลายส่วน: เพื่อโคจรรอบโลกที่ต่ำ การถ่ายโอนจากโลกไปยังวงโคจรของดวงจันทร์ ลงจอดบนดวงจันทร์ และเพื่อ ย้อนกลับขั้นตอนทั้งหมดเหล่านี้ เพื่อกลับสู่โลก
- นิยายวิทยาศาสตร์บางเรื่องบรรยายเรื่องราวที่สมจริงมากขึ้นของการไปดวงจันทร์โดยนำมนุษย์อวกาศไปยังสถานีอวกาศที่โคจรอยู่ มีจรวดขนาดเล็กติดอยู่จะนำนักบินอวกาศไปยังดวงจันทร์และกลับไปที่สถานี อย่างไรก็ตาม วิธีนี้ไม่ได้ใช้เนื่องจากการแข่งขันระหว่างสหรัฐอเมริกาและสหภาพโซเวียต สถานีอวกาศสกายแล็บ สลุต และสถานีอวกาศนานาชาติ ก่อตั้งขึ้นหลังจากโครงการอพอลโลสิ้นสุดลง
- โครงการ Apollo ใช้จรวด Saturn V สามขั้นตอน ระยะต่ำสุดจะยกจรวดจากรันเวย์ไปที่ระดับความสูง 68 กม. ขั้นที่สองผลักจรวดให้เกือบจะโคจรรอบโลก และขั้นที่สามผลักขึ้นสู่วงโคจรแล้วมุ่งสู่ดวงจันทร์
- โครงการ Constellation ที่ NASA เสนอให้กลับสู่ดวงจันทร์ในปี 2018 ประกอบด้วยจรวดสองขั้นตอน มีการออกแบบจรวดระยะแรกสองแบบ: Ares I ระยะยกลูกเรือที่ประกอบด้วยบูสเตอร์จรวดห้าส่วนหนึ่งตัว และ Ares V ระยะลิฟต์สำหรับลูกเรือและสินค้าที่ประกอบด้วยเครื่องยนต์จรวดห้าเครื่องภายใต้ถังเชื้อเพลิงภายนอก บวกสองห้าบูสเตอร์จรวดแข็ง. -ส่วน. ขั้นตอนที่สองสำหรับทั้งสองรุ่นใช้เครื่องยนต์เชื้อเพลิงเหลวเพียงตัวเดียว แอสเซมบลีสำหรับงานหนักนี้จะนำแคปซูลโคจรรอบดวงจันทร์และยานลงจอด ซึ่งนักบินอวกาศจะถูกขนส่งเมื่อระบบจรวดทั้งสองเทียบท่า
ขั้นตอนที่ 2. แพ็คของสำหรับการเดินทาง
เนื่องจากดวงจันทร์ไม่มีบรรยากาศ คุณต้องพกออกซิเจนไปหายใจที่นั่น และเมื่อคุณเดินไปรอบๆ พื้นผิวดวงจันทร์ คุณต้องสวมชุดอวกาศเพื่อป้องกันความร้อนที่แผดเผาของสองสัปดาห์ของแสงแดดและความหนาวเย็นของ ท้องฟ้า. ในเวลากลางคืนไม่ต้องพูดถึงรังสีและไมโครมิเตอร์ที่เข้าสู่ชั้นบรรยากาศพื้นผิวของดวงจันทร์.
- คุณยังต้องการอาหาร อาหารส่วนใหญ่ที่นักบินอวกาศบริโภคจะต้องทำแห้งแช่แข็งและมีความเข้มข้นเพื่อลดน้ำหนัก จากนั้นจึงละลายโดยการเติมน้ำก่อนรับประทาน นักบินอวกาศควรรับประทานอาหารที่มีโปรตีนสูงเพื่อลดปริมาณของเสียที่ร่างกายสร้างขึ้นหลังรับประทานอาหาร
- ทุกสิ่งที่คุณนำเข้าสู่อวกาศจะเพิ่มน้ำหนักและเพิ่มปริมาณเชื้อเพลิงและจรวดที่นำมันไปในอวกาศ ดังนั้นคุณจึงไม่ควรนำของส่วนตัวไปในอวกาศมากเกินไป น้ำหนักบนดวงจันทร์มากกว่าน้ำหนักบนโลก 6 เท่า
ขั้นตอนที่ 3 กำหนดโอกาสในการเปิดตัว
ความน่าจะเป็นในการปล่อยคือช่วงเวลาสำหรับการปล่อยจรวดจากโลกเพื่อลงจอดในพื้นที่ที่ต้องการบนดวงจันทร์ ตราบใดที่มีแสงเพียงพอในการสำรวจพื้นที่ลงจอด อัตราต่อรองเปิดตัวจริงถูกกำหนดในสองวิธี คือ อัตราต่อรองรายเดือนและอัตรารายวัน
- อัตราต่อรองรายเดือนใช้ประโยชน์จากแผนพื้นที่เชื่อมโยงไปถึงที่เกี่ยวข้องกับโลกและดวงอาทิตย์ เนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลกบังคับให้ดวงจันทร์หันด้านเดียวกันมายังโลก ภารกิจสำรวจจึงถูกกำหนดไว้ในบริเวณด้านที่หันเข้าหาโลกเพื่อให้มีการสื่อสารทางวิทยุระหว่างโลกกับดวงจันทร์ เวลาที่เลือกคือเวลาที่ดวงอาทิตย์ส่องแสงบนพื้นที่ลงจอด
- โอกาสรายวันใช้ประโยชน์จากเงื่อนไขการปล่อย เช่น มุมที่ยานอวกาศเปิดตัว ประสิทธิภาพของเครื่องเร่งจรวด และการปรากฏตัวของเรือตั้งแต่เปิดตัวเพื่อติดตามความคืบหน้าของการบินของจรวด ก่อนหน้านี้ สภาพแสงสำหรับการปล่อยเครื่องบินก็มีความสำคัญเช่นกัน เนื่องจากในระหว่างวัน การตรวจสอบการยกเลิกบนแท่นปล่อยจรวดจะง่ายกว่าหรือก่อนที่มันจะถึงวงโคจร เช่นเดียวกับความสามารถในการบันทึกภาพถ่ายการยกเลิก การเปิดตัวในเวลากลางวันมีความจำเป็นน้อยกว่าเนื่องจาก NASA สามารถควบคุมการติดตามภารกิจได้มากขึ้น อพอลโล 17 เปิดตัวในเวลากลางคืน
ตอนที่ 2 จาก 3: สู่ดวงจันทร์
ขั้นตอนที่ 1. เตรียมบิน
ตามหลักการแล้ว จรวดที่มุ่งหน้าไปยังดวงจันทร์ควรถูกปล่อยในแนวตั้งเพื่อใช้ประโยชน์จากการหมุนของโลกเพื่อช่วยให้บรรลุความเร็วของวงโคจร อย่างไรก็ตาม โครงการ Apollo ของ NASA ทำให้สามารถบินขึ้นจากมุม 18 องศาในทิศทางใดก็ได้ในแนวตั้งโดยไม่รบกวนการปล่อยจรวดมากนัก
ขั้นตอนที่ 2 เข้าถึงวงโคจรของโลกที่ต่ำ
ในการหนีจากแรงดึงดูดของโลก มีสองความเร็วที่ต้องพิจารณา: ความเร็วหลบหนีและความเร็วของวงโคจร ความเร็วการหลบหนีคือความเร็วที่จำเป็นในการหนีจากแรงโน้มถ่วงของโลกโดยสมบูรณ์ ในขณะที่ความเร็วของวงโคจรคือความเร็วที่จำเป็นในการเข้าสู่วงโคจรรอบโลก ความเร็วหลบหนีของพื้นผิวโลกอยู่ที่ประมาณ 25,000 ไมล์ต่อชั่วโมง (40,248 กม./วินาที) ในขณะที่ความเร็วการโคจรที่พื้นผิวประมาณ 18,000 ไมล์ต่อชั่วโมง (7.9 กม./วินาที) พลังงานที่จะไปถึงความเร็วของวงโคจรจะน้อยกว่าความเร็วหลบหนี
นอกจากนี้ จำนวนความเร็วของวงโคจรและความเร็วหนีจะลดลงเมื่อคุณเคลื่อนตัวออกห่างจากพื้นผิวโลกต่อไป ความเร็วหลบหนีอยู่ที่ประมาณ 1,414 (สแควร์รูทของ 2) คูณด้วยความเร็วของวงโคจร
ขั้นตอนที่ 3 สลับไปที่วิถีโคจร
หลังจากโคจรรอบโลกต่ำและยืนยันว่าระบบทั้งหมดบนเรือใช้งานได้ ก็ถึงเวลาเปิดใช้งานเครื่องขับดันและมุ่งหน้าไปยังดวงจันทร์
- ในโครงการอพอลโล ทำได้โดยการยิงเครื่องขับดันสามขั้นตอนสุดท้ายเพื่อขับเคลื่อนยานอวกาศไปยังดวงจันทร์ ระหว่างทาง โมดูลคำสั่ง/บริการ (โมดูลคำสั่ง/บริการ ย่อ CSM) แยกออกจากขั้นตอนที่สาม หันกลับมา และเทียบท่ากับ Lunar Excursion Module (โมดูลการท่องดวงจันทร์ หรือ LEM แบบย่อ) ซึ่งถูกบรรทุกไว้ที่ด้านบนสุดของ ขั้นตอนที่สาม
- Project Constellation วางแผนที่จะปล่อยจรวดที่มีลูกเรือและแคปซูลคำสั่งเข้าสู่วงโคจรต่ำของโลกโดยใช้ขั้นตอนออกเดินทางและลงจอดบนดวงจันทร์ที่บรรทุกโดยจรวดขนส่งสินค้า ขั้นตอนที่ออกเดินทางจะยิงดีเด่นและส่งยานอวกาศไปยังดวงจันทร์
ขั้นตอนที่ 4 ถึงวงโคจรของดวงจันทร์
เมื่อยานอวกาศเข้าสู่แรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ ให้ยิงบูสเตอร์เพื่อชะลอความเร็วและวางไว้ในวงโคจรรอบดวงจันทร์
ขั้นตอนที่ 5. เปลี่ยนไปใช้ยานลงจอดบนดวงจันทร์
Project Apollo และ Project Constellation มีโมดูลการโคจรและเชื่อมโยงไปถึงแยกจากกัน โมดูลคำสั่งของ Apollo กำหนดให้นักบินอวกาศหนึ่งในสามคนต้องอยู่ในหางเสือ ในขณะที่นักบินอวกาศอีกสองคนขึ้นไปบนโมดูลดวงจันทร์ แคปซูลโคจรของ Project Constellation ได้รับการออกแบบให้เป็นแบบอัตโนมัติ เพื่อให้นักบินอวกาศทั้งสี่คนสามารถขึ้นเครื่องลงจอดบนดวงจันทร์ได้ หากจำเป็น
ขั้นตอนที่ 6 ลงไปยังพื้นผิวของดวงจันทร์
เนื่องจากดวงจันทร์ไม่มีชั้นบรรยากาศ จึงมีการใช้จรวดเพื่อชะลอการลงจอดบนดวงจันทร์ด้วยความเร็วประมาณ 160 กม./ชม. ทั้งนี้เพื่อให้แน่ใจว่าการลงจอดที่สมบูรณ์แบบและราบรื่นเพื่อให้แน่ใจว่าผู้โดยสารทุกคนปลอดภัย ตามหลักการแล้วพื้นผิวลงจอดที่วางแผนไว้ควรปราศจากหินขนาดใหญ่ นี่คือเหตุผลที่ว่าทำไมทะเลแห่งความเงียบสงบได้รับเลือกให้เป็นสถานที่ลงจอด Apollo 11
ขั้นตอนที่ 7 สำรวจ
หลังจากลงจอดบนดวงจันทร์แล้ว ก็ถึงเวลาก้าวเล็กๆ หนึ่งก้าวเพื่อสำรวจพื้นผิวดวงจันทร์ ในขณะที่คุณอยู่ที่นั่น คุณสามารถรวบรวมหินและฝุ่นของดวงจันทร์เพื่อการวิเคราะห์บนโลก และหากคุณใช้ยานสำรวจดวงจันทร์แบบพับได้เหมือนกับที่ทำในภารกิจ Apollo 15, 16 และ 17 คุณสามารถขับบนพื้นผิวดวงจันทร์ได้ไกลถึง 18 กม. /ชม. (รถแลนด์โรเวอร์ดวงจันทร์ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่และไม่ใช้รอบเครื่องยนต์เพราะไม่มีอากาศส่งเสียงรอบเครื่องยนต์)
ตอนที่ 3 จาก 3: กลับสู่โลก
ขั้นตอนที่ 1 เก็บของและกลับบ้าน
เมื่องานจันทรคติของคุณเสร็จแล้ว ให้เก็บตัวอย่างและอุปกรณ์ทั้งหมดแล้วกระโดดขึ้นลงจอดบนดวงจันทร์เพื่อกลับบ้าน
โมดูลทางจันทรคติของ Apollo ได้รับการออกแบบในสองขั้นตอน: ขั้นตอนจากมากไปน้อยสู่ดวงจันทร์และขั้นตอนขึ้นเพื่อยกนักบินอวกาศกลับเข้าสู่วงโคจรของดวงจันทร์ ขั้นตอนที่ลดลงถูกทิ้งไว้บนดวงจันทร์ (เช่นเดียวกับรถแลนด์โรเวอร์ดวงจันทร์)
ขั้นตอนที่ 2 เข้าใกล้ยานที่โคจรมากขึ้น
โมดูลคำสั่ง Apollo และแคปซูลโคจรของ Constellation ออกแบบมาเพื่อนำนักบินอวกาศจากดวงจันทร์กลับสู่โลก เนื้อหาของยานลงจอดบนดวงจันทร์ถูกย้ายไปยังยานอวกาศ จากนั้นยานลงจอดบนดวงจันทร์ก็แยกจากกันและในที่สุดก็ตกลงสู่ดวงจันทร์
ขั้นตอนที่ 3 กลับสู่โลก
เครื่องขับดันหลักในโมดูลบริการ Apollo และ Constellation ถูกยิงเพื่อหนีจากแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ และยานอวกาศก็ถูกนำกลับมายังโลก เมื่อเข้าสู่แรงโน้มถ่วงของโลก แรงขับของโมดูลบริการจะชี้ไปที่โลกและยิงอีกครั้งเพื่อชะลอแคปซูลคำสั่งก่อนที่จะถูกปล่อย
ขั้นตอนที่ 4. เตรียมลงจอด
โมดูลคำสั่ง/แผงป้องกันความร้อนของแคปซูลเปิดออกเพื่อปกป้องนักบินอวกาศจากความร้อนในบรรยากาศ เมื่อเรือเข้าสู่ชั้นบรรยากาศที่หนาขึ้นของโลก ร่มชูชีพจะเปิดขึ้นเพื่อชะลอความเร็วของแคปซูล
- ในโครงการ Apollo โมดูลคำสั่งตกลงไปในทะเลเช่นเดียวกับภารกิจบรรจุคนก่อนหน้านี้ของ NASA และได้รับการกู้คืนโดยเรือของกองทัพเรือ โมดูลคำสั่งไม่ได้ใช้ซ้ำ
- Project Constellation วางแผนที่จะลงจอดบนพื้นดินเช่นเดียวกับภารกิจอวกาศของโซเวียต หากไม่สามารถลงจอดได้ก็ใช้การลงจอดทางเลือกในทะเล แคปซูลคำสั่งได้รับการออกแบบให้ซ่อมแซมโดยเปลี่ยนแผงป้องกันความร้อนแล้วนำกลับมาใช้ใหม่
