La lune est l'astre le plus proche de la Terre, sa distance moyenne est de 384 403 km. Le premier satellite à voler avec la lune était Luna 1 de Russie, lancé le 2 janvier 1959. Dix ans et demi plus tard, la mission Apollo 11 a fait atterrir Neil Armstrong et Edwin "Buzz" Aldrin dans la mer de la tranquillité en juillet. 20, 1969. Aller sur la lune était une tâche ardue (selon John F. Kennedy) exige le meilleur de l'énergie et des compétences.
Étape
Partie 1 sur 3: Planifier un voyage
Étape 1. Planifiez le voyage par étapes
Bien qu'on dise de la science-fiction populaire qu'il suffit d'une fusée pour tout faire, en fait la fusée est divisée en plusieurs parties: pour atteindre l'orbite terrestre basse, pour passer de la Terre à l'orbite lunaire, pour atterrir sur la lune et pour inverser toutes ces étapes pour revenir sur Terre.
- Certaines histoires de science-fiction décrivent une histoire plus réaliste d'aller sur la lune en emmenant des astronautes dans une station spatiale en orbite. Là, une petite fusée attachée emmènera les astronautes sur la lune et les ramènera à la station. Cependant, cette méthode n'a pas été utilisée en raison de la rivalité entre les États-Unis et l'Union soviétique; Les stations spatiales Skylab, Salyut et la Station spatiale internationale ont été fondées après la fin du projet Apollo.
- Le projet Apollo a utilisé une fusée Saturn V à trois étages. L'étage le plus bas élève la fusée de la piste à une altitude de 68 km, le deuxième étage pousse la fusée presque sur une orbite terrestre basse, et le troisième étage la pousse en orbite puis vers la lune.
- Le projet Constellation proposé par la NASA pour retourner sur la Lune en 2018 consiste en deux fusées à deux étages. Il existe deux conceptions de fusée de premier étage: Ares I, un étage de levage d'équipage composé d'un propulseur de fusée à cinq segments, et Ares V, un étage de levage d'équipage et de cargaison composé de cinq moteurs de fusée sous des réservoirs de carburant externes plus deux cinq propulseurs de fusée solide.-segment. Le deuxième étage pour les deux versions utilise un seul moteur à carburant liquide. L'ensemble robuste transportera la capsule orbitale lunaire et l'atterrisseur, où les astronautes seront transportés lorsque les deux systèmes de fusée s'amarreront.
Étape 2. Préparez-vous pour le voyage
Comme la lune n'a pas d'atmosphère, vous devez transporter votre propre oxygène pour y respirer, et lorsque vous vous promenez sur la surface lunaire, vous devez porter une combinaison spatiale pour vous protéger de la chaleur torride des deux semaines de lumière du jour et du froid glacial de la la nuit, sans parler du rayonnement et des micrométéores qui pénètrent dans l'atmosphère à la surface de la lune.
- Vous avez également besoin de nourriture. La plupart des aliments consommés par les astronautes doivent être lyophilisés et concentrés pour réduire le poids, puis dissous en ajoutant de l'eau avant de manger. Les astronautes devraient également suivre un régime riche en protéines pour minimiser la quantité de déchets que le corps produit après avoir mangé.
- Tout ce que vous emportez dans l'espace ajoute du poids et augmente la quantité de carburant et de fusées qui le transportent dans l'espace, vous ne devriez donc pas emporter trop de choses personnelles dans l'espace. Le poids sur la Lune est 6 fois supérieur au poids sur Terre.
Étape 3. Déterminez l'opportunité de lancement
La probabilité de lancement est le laps de temps pour lancer une fusée depuis la Terre afin d'atterrir dans une zone souhaitée sur la Lune, tant qu'il y a suffisamment de lumière pour explorer la zone d'atterrissage. Les cotes de lancement sont en fait définies de deux manières, les cotes mensuelles et les cotes quotidiennes.
- Les cotes mensuelles profitent des plans de zone d'atterrissage liés à la Terre et au soleil. Étant donné que la gravité terrestre oblige la Lune à faire face à son même côté de la Terre, des missions exploratoires sont définies dans la région du côté terrestre pour permettre la communication radio entre la Terre et la Lune. Le moment choisi est celui où le soleil brille sur l'aire d'atterrissage.
- Des opportunités quotidiennes tirent parti des conditions de lancement, telles que l'angle de lancement du vaisseau spatial, les performances du propulseur de fusée et la présence du navire dès le lancement pour suivre la progression du vol de la fusée. Auparavant, les conditions de luminosité pour le lancement de l'avion étaient également importantes car pendant la journée, il serait plus facile de surveiller l'annulation sur la rampe de lancement ou avant qu'il n'atteigne l'orbite, ainsi que la possibilité de documenter les photos d'annulation. Les lancements à la lumière du jour sont moins nécessaires car la NASA a plus de contrôle sur la surveillance des missions; Apollo 17 a été lancé de nuit.
Partie 2 sur 3: Vers la Lune
Étape 1. Préparez-vous à décoller
Idéalement, une fusée se dirigeant vers la lune devrait être lancée verticalement pour profiter de la rotation de la Terre pour aider à atteindre la vitesse orbitale. Cependant, le projet Apollo de la NASA a permis de décoller à un angle de 18 degrés dans n'importe quelle direction verticalement sans trop d'interférence avec le lancement.
Étape 2. Atteignez l'orbite terrestre basse
Pour échapper à l'attraction gravitationnelle de la Terre, il y a deux vitesses à considérer: la vitesse d'échappement et la vitesse orbitale. La vitesse d'échappement est la vitesse requise pour échapper complètement à la gravité de la planète, tandis que la vitesse orbitale est la vitesse requise pour entrer en orbite autour de la planète. La vitesse de fuite à la surface de la Terre est d'environ 25 000 mph (40 248 km/s), tandis que la vitesse orbitale à la surface est d'environ 18 000 mph (7,9 km/s). L'énergie pour atteindre la vitesse orbitale est inférieure à la vitesse d'échappement.
De plus, le nombre de vitesses orbitales et d'échappement diminue à mesure que vous continuez à vous éloigner de la surface de la Terre. La vitesse d'échappement est d'environ 1414 (racine carrée de 2) fois la vitesse orbitale
Étape 3. Passez à la trajectoire translunaire
Après avoir atteint l'orbite terrestre basse et confirmé que tous les systèmes du vaisseau fonctionnent, il est temps d'activer les propulseurs et de se diriger vers la lune.
- Sur le projet Apollo, cela a été fait en tirant un dernier propulseur à trois étages pour propulser le vaisseau spatial vers la lune. En cours de route, le module de commande/service (module de commande/service, en abrégé CSM) s'est séparé du troisième étage, s'est retourné et s'est amarré au module d'excursion lunaire (module d'excursion lunaire, en abrégé LEM) qui était transporté au sommet du troisième étape.
- Le projet Constellation prévoit de lancer une fusée avec équipage et une capsule de commande à quai en orbite terrestre basse à l'aide de l'étage de départ et de l'atterrisseur lunaire transportés par une fusée cargo. L'étape de départ tirera ensuite des boosters et enverra le vaisseau spatial sur la lune.
Étape 4. Atteignez l'orbite lunaire
Une fois que le vaisseau spatial entre dans la gravité de la lune, tirez un booster pour le ralentir et placez-le en orbite autour de la lune.
Étape 5. Passez à l'atterrisseur lunaire
Le projet Apollo et le projet Constellation ont des modules orbitaux et d'atterrissage séparés. Le module de commande d'Apollo nécessitait que l'un des trois astronautes soit à la barre du pilote, tandis que les deux autres astronautes montaient à bord du module lunaire. La capsule orbitale du projet Constellation est conçue pour être automatisée, afin que les quatre astronautes puissent embarquer sur l'atterrisseur lunaire, si nécessaire.
Étape 6. Descendez à la surface de la lune
Comme la lune n'a pas d'atmosphère, des fusées sont utilisées pour ralentir l'atterrisseur lunaire à une vitesse d'environ 160 km/h. Il s'agit d'assurer un atterrissage parfait et en douceur afin d'assurer la sécurité de tous les passagers. Idéalement, la surface d'atterrissage prévue devrait être exempte de gros rochers; c'est la raison pour laquelle la Mer de la Tranquillité a été choisie comme site d'atterrissage d'Apollo 11.
Étape 7. Explorer
Après avoir atterri sur la lune, il est temps de faire un petit pas et d'explorer la surface lunaire. Pendant que vous y êtes, vous pouvez collecter de la roche lunaire et de la poussière pour analyse sur Terre, et si vous prenez un rover lunaire pliable comme ceux des missions Apollo 15, 16 et 17, vous pouvez conduire sur la surface lunaire jusqu'à 18 km /h. heures. (Le rover lunaire est alimenté par batterie et n'utilise pas le régime du moteur car il n'y a pas d'air pour produire le son du régime du moteur.)
Partie 3 sur 3: Retour sur Terre
Étape 1. Faites vos bagages et rentrez chez vous
Une fois votre travail lunaire terminé, emballez tous les échantillons et l'équipement et montez à bord de l'atterrisseur lunaire pour rentrer chez vous.
Le module lunaire Apollo a été conçu en deux étapes: une étape descendante pour atterrir sur la lune et une étape ascendante pour ramener les astronautes en orbite lunaire. L'étage descendant a été laissé sur la lune (ainsi que le rover lunaire)
Étape 2. Rapprochez-vous du vaisseau en orbite
Le module de commande Apollo et la capsule orbitale Constellation ont été conçus pour ramener les astronautes de la Lune sur Terre. Le contenu de l'atterrisseur lunaire a été transféré vers l'orbiteur, puis l'atterrisseur lunaire s'est séparé et est finalement retombé sur la lune.
Étape 3. Retour sur Terre
Les principaux propulseurs des modules de service Apollo et Constellation ont été déclenchés pour échapper à la gravité de la lune, et le vaisseau spatial a été redirigé vers la Terre. En entrant dans la gravité terrestre, les propulseurs du module de service sont pointés vers la Terre et tirés à nouveau pour ralentir la capsule de commande avant d'être déchargés.
Étape 4. Préparez-vous à atterrir
Le module de commande/bouclier thermique de la capsule est exposé pour protéger les astronautes de la chaleur atmosphérique. Lorsque le vaisseau pénètre dans la partie la plus épaisse de l'atmosphère terrestre, le parachute est ouvert pour ralentir la vitesse de la capsule.
- Dans le projet Apollo, le module de commande a plongé dans la mer tout comme la précédente mission habitée achevée de la NASA, et a été récupéré par un navire de la Marine. Le module de commande n'est pas réutilisé.
- Le projet Constellation prévoit d'atterrir au sol, comme l'avait fait la mission spatiale habitée soviétique. Si la terre n'est pas possible, un autre débarquement en mer est utilisé. La capsule de commande est conçue pour être réparée en remplaçant son bouclier thermique, puis réutilisée.
