La lune est le corps le plus proche de l'espace sur la Terre, avec une distance moyenne de 388 403 km (238 857 miles).[1] La Luna 1 russe, lancée le 2 janvier 1959, fut la première sonde à survoler la lune.[2] Dix ans et six mois plus tard, la mission Apollo 11 a atterri Neil Armstrong et Edwin «Buzz» Aldrin sur la mer de tranquillité le 20 juillet 1969. Aller sur la lune est une tâche qui, pour paraphraser John F. Kennedy, exige le meilleur ses énergies et ses compétences.[3]

Première partie de trois:
Planifier le voyage

  1. 1 Prévoyez de passer par étapes. Malgré les fusées tout-en-un populaires dans les histoires de science-fiction, aller sur la lune est une mission mieux répartie en deux parties: atteindre une orbite terrestre basse, transférer de la Terre à une orbite lunaire, atterrir sur la lune et inverser les marches. pour retourner sur Terre.
    • Certains astronautes se sont rendus dans une station spatiale en orbite où des fusées plus petites ont été amarrées pour les ramener sur la lune et les ramener à la station. Les États-Unis étant en concurrence avec l'Union soviétique, cette approche n'a pas été adoptée. Les stations spatiales Skylab, Salyut et la Station spatiale internationale ont toutes été installées après la fin du projet Apollo.
    • Le projet Apollo a utilisé la fusée Saturn V à trois étages. La première étape, la plus basse, a soulevé l'assemblage de la rampe de lancement jusqu'à une hauteur de 68 km, la deuxième étape l'a presque poussée à une orbite terrestre basse et la troisième a été mise en orbite puis vers la lune.[4]
    • Le projet Constellation proposé par la NASA pour un retour sur la lune en 2018 consiste en deux fusées à deux étages. Il existe deux conceptions différentes de fusées de première étape: une plate-forme élévatrice composée d'un seul propulseur à cinq segments, l'Ares I et une plate-forme élévatrice composée de cinq moteurs de fusée placés sous un réservoir de carburant externe deux propulseurs à propergol solide à cinq segments, le Ares V. Le deuxième étage des deux versions utilise un moteur à carburant unique. L'ensemble de levage lourd porterait la capsule et l'atterrisseur orbitaux lunaires, vers lesquels les astronautes seraient transférés lorsque les deux systèmes de fusée se seraient amarrés.[5]
  2. 2 Pack pour le voyage Parce que la lune n’a pas d’atmosphère, vous devez apporter votre propre oxygène pour que vous ayez quelque chose à respirer pendant que vous êtes là, et lorsque vous vous promenez sur la surface lunaire, vous devez être en combinaison pour vous protéger de la chaleur brûlante de le jour lunaire de deux semaines ou le froid insensé de la nuit lunaire tout aussi longue - sans parler du rayonnement et des micro-météorites dont le manque d’atmosphère expose la surface.[6]
    • Vous devrez aussi avoir quelque chose à manger. La plupart des aliments utilisés par les astronautes dans les missions spatiales doivent être lyophilisés et concentrés pour réduire leur poids, puis reconstitués en ajoutant de l'eau lorsqu'ils sont consommés.[7] Ils doivent également être des aliments riches en protéines pour minimiser la quantité de déchets corporels générés après avoir mangé. (Au moins, vous pouvez les laver avec Tang.)
    • Tout ce que vous prenez dans l'espace avec votre poids ajoute du poids, ce qui augmente la quantité de carburant nécessaire pour le soulever ainsi que la fusée qui le transporte dans l'espace. Vous ne pourrez donc pas emporter trop d'effets personnels dans l'espace. 6 fois plus sur la Terre que sur la Lune.
  3. 3 Déterminez la fenêtre de lancement. Une fenêtre de lancement est l'intervalle de temps pour lancer la fusée depuis la Terre afin de pouvoir atterrir dans la zone souhaitée de la lune à un moment où il y aurait suffisamment de lumière pour explorer la zone d'atterrissage. La fenêtre de lancement était en fait définie de deux manières, sous la forme d'une fenêtre mensuelle et d'une fenêtre quotidienne.
    • La fenêtre de lancement mensuel tire parti de la zone d'atterrissage prévue par rapport à la Terre et au soleil. Parce que la gravité de la Terre force la Lune à garder le même côté de la Terre, des missions d'exploration ont été choisies dans les zones du côté de la Terre pour permettre la communication radio entre la Terre et la Lune. Le temps devait également être choisi à un moment où le soleil brillait sur l'aire d'atterrissage.
    • La fenêtre de lancement quotidienne tire parti des conditions de lancement, telles que l’angle de lancement de l’engin spatial, la performance des propulseurs et la présence d’un navire depuis le lancement pour suivre la progression du vol de la fusée. Dès le début, les conditions d'éclairage pour le lancement étaient importantes, car la lumière du jour facilitait la surveillance des avortements sur la rampe de lancement ou avant d'atteindre l'orbite, tout en permettant de documenter des avortements avec des photographies. Comme la NASA a acquis plus de pratique dans la supervision des missions, les lancements de lumière du jour étaient moins nécessaires; Apollo 17 a été lancé la nuit.[8]

Deuxième partie de trois:
À la lune ou au buste

  1. 1 Enlever. Idéalement, une fusée à destination de la lune devrait être lancée verticalement pour tirer parti de la rotation de la Terre afin d’aider à atteindre la vitesse orbitale. Cependant, dans le cadre du projet Apollo, la NASA a autorisé une portée de 18 degrés dans l’une ou l’autre direction par rapport à la verticale sans compromettre de manière significative le lancement.[9]
  2. 2 Atteindre une orbite terrestre basse. En échappant à l'attraction de la gravité terrestre, il y a deux vitesses à considérer: la vitesse de fuite et la vitesse orbitale. La vitesse de fuite est la vitesse nécessaire pour échapper complètement à la gravité d'une planète, tandis que la vitesse orbitale est la vitesse nécessaire pour entrer en orbite autour d'une planète. La vitesse de fuite pour la surface de la Terre est d'environ 25 000 mph ou 7 miles par seconde (40 248 km / h ou 11,2 km / s), tandis que la vitesse orbitale à la surface est.[10][11] La vitesse orbitale pour la surface de la Terre n'est que d'environ 18 000 mph (7,9 km / s); il faut moins d'énergie pour atteindre la vitesse orbitale que la vitesse de sortie.
    • En outre, les valeurs de la vitesse orbitale et de la vitesse d’échappement sont plus éloignées de la surface de la Terre, la vitesse d’échappement étant toujours d’environ 1,414 (la racine carrée de 2) fois la vitesse orbitale.[12]
  3. 3 Transition vers une trajectoire trans-lunaire. Après avoir atteint une orbite terrestre basse et vérifié que tous les systèmes du navire sont fonctionnels, il est temps de tirer des propulseurs et d'aller sur la lune.
    • Avec le projet Apollo, cela a été fait en tirant une dernière fois les propulseurs du troisième étage pour propulser le vaisseau spatial vers la lune.[13] En chemin, le module de commande / service (CSM) séparé de la troisième étape, s'est retourné et s'est amarré au module d'excursion lunaire (LEM) transporté dans la partie supérieure de la troisième étape.
    • Avec le projet Constellation, il est prévu que la fusée transporte l’équipage et son quai de la capsule de commande en orbite terrestre basse avec l’étape de départ et l’atterrisseur lunaire amenés par la fusée cargo. L'étape de départ allumerait alors ses propulseurs et enverrait le vaisseau spatial à la lune.
  4. 4 Atteindre l'orbite lunaire. Une fois que le vaisseau spatial entre dans la gravité de la lune, tirez sur les propulseurs pour le ralentir et le placer en orbite autour de la lune.
  5. 5 Transfert à l'atterrisseur lunaire. Le projet Apollo et le projet Constellation comportent tous deux des modules d’orbite et d’atterrissage distincts. Le module de commande Apollo exigeait que l'un des trois astronautes reste derrière pour le piloter, tandis que les deux autres montaient à bord du module lunaire.[14] La capsule orbitale de Project Constellation est conçue pour être exécutée automatiquement, de sorte que les quatre astronautes qu'elle est conçue pour transporter puissent embarquer sur son atterrisseur lunaire, si vous le souhaitez.[15]
  6. 6 Descendre à la surface de la lune. Parce que la lune n’a pas d’atmosphère, il est nécessaire d’utiliser des fusées pour ralentir la descente de la lunette à environ 100 km / h (160 km / h) afin d’assurer un atterrissage intact et plus lent pour garantir à ses passagers un atterrissage en douceur.[16] Idéalement, la surface d'atterrissage prévue devrait être exempte de gros rochers. C'est pourquoi le Sea of ​​Tranquillity a été choisi comme site d'atterrissage d'Apollo 11.[17]
  7. 7 Explorer. Une fois que vous avez atterri sur la lune, il est temps de faire un petit pas et d'explorer la surface lunaire. Pendant que vous êtes sur place, vous pouvez collecter des roches et de la poussière lunaires pour les analyser sur Terre, et si vous avez amené un rover lunaire pliable comme les missions Apollo 15, 16 et 17, vous pouvez même atteindre 11,2 sur la surface lunaire. mph (18 km / h).[18] (Cependant, ne vous souciez pas de faire tourner le moteur; l’appareil est alimenté par batterie et il n’ya pas d’air pour transporter le son d’un moteur qui tourne, de toute façon).

Troisième partie de trois:
Retour sur Terre

  1. 1 Faites vos valises et rentrez chez vous. Une fois que vous avez fait votre travail sur la lune, rassemblez vos échantillons et vos outils et montez à bord de votre atterrisseur lunaire pour le retour.
    • Le module lunaire Apollo a été conçu en deux étapes: une étape de descente pour la ramener à la lune et une étape de remontée pour ramener les astronautes en orbite lunaire. L'étape de descente a été laissée sur la lune (et le rover lunaire aussi).[19][20]
  2. 2 Accoster avec le vaisseau en orbite. Le module de commande Apollo et la capsule orbitale Constellation sont tous deux conçus pour transporter les astronautes de la lune vers la Terre. Le contenu des atterrisseurs lunaires est transféré aux orbiteurs, et les atterrisseurs lunaires sont alors non amarrés, pour finalement tomber en arrière sur la lune.[21][22]
  3. 3 Retournez sur Terre. Le propulseur principal des modules de service Apollo et Constellation est tiré pour échapper à la gravité de la lune et le vaisseau spatial est dirigé vers la Terre. En entrant dans la gravité terrestre, le propulseur du module de service est dirigé vers la Terre et tiré à nouveau pour ralentir la capsule de commande avant d'être largué.
  4. 4 Aller pour un atterrissage. Le bouclier thermique du module de commande / capsule est exposé pour protéger les astronautes de la chaleur de la rentrée. Lorsque le vaisseau pénètre dans la partie la plus épaisse de l'atmosphère terrestre, des parachutes sont déployés pour ralentir la capsule.
    • Pour le projet Apollo, le module de commande s’est répandu dans l’océan, comme l’avaient fait les précédentes missions de la NASA et a été récupéré par un navire de la Marine. Les modules de commande n'ont pas été réutilisés.[23]
    • Pour le projet Constellation, le plan est de se poser sur la terre, comme l’ont fait les missions spatiales habitées par les soviétiques, avec la possibilité de procéder à des éclaboussures dans l’océan si l’arrivée à terre n’était pas possible. La capsule de commande est conçue pour être remise à neuf, remplaçant son bouclier thermique par un neuf et réutilisée.[24]