Comment aller sur la Lune : 14 étapes (avec photos)

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Comment aller sur la Lune : 14 étapes (avec photos)
Comment aller sur la Lune : 14 étapes (avec photos)
Anonim

La lune est le corps le plus proche de la Terre dans l'espace, avec une distance moyenne de 238 857 miles (384 400 km). La première sonde à survoler la Lune a été la Luna 1 russe, lancée le 2 janvier 1959. Dix ans et six mois plus tard, la mission Apollo 11 a fait atterrir Neil Armstrong et Edwin « Buzz » Aldrin sur la Mer de la Tranquillité le 20 juillet 1969. Aller sur la lune est une tâche qui, pour paraphraser John F. Kennedy, requiert le meilleur de ses énergies et de ses compétences.

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Partie 1 sur 3: Planification du voyage

Aller sur la Lune Étape 1
Aller sur la Lune Étape 1

Étape 1. Prévoyez d'aller par étapes

Malgré les fusées tout-en-un populaires dans les histoires de science-fiction, aller sur la lune est une mission qu'il vaut mieux diviser en plusieurs parties: atteindre l'orbite terrestre basse, passer de la Terre à l'orbite lunaire, atterrir sur la lune et inverser les étapes de retourner sur Terre.

  • Certaines histoires de science-fiction qui décrivaient une approche plus réaliste pour aller sur la lune avaient des astronautes qui se rendaient dans une station spatiale en orbite où de plus petites fusées étaient amarrées pour les emmener sur la lune et les ramener à la station. Parce que les États-Unis étaient 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 mises en place après la fin du projet Apollo.
  • Le projet Apollo a utilisé la fusée Saturn V à trois étages. Le premier étage le plus bas a soulevé l'ensemble de la rampe de lancement à une hauteur de 42 miles (68 km), le deuxième étage l'a propulsé presque en orbite terrestre basse, et le troisième étage l'a poussé en orbite puis vers la lune.
  • Le projet Constellation proposé par la NASA pour un retour sur la Lune en 2018 consiste en deux fusées différentes à deux étages. Il existe deux conceptions de fusée de premier étage différentes: un étage de levage réservé à l'équipage composé d'un seul propulseur de fusée à cinq segments, l'Ares I, et un étage de levage de l'équipage et de la cargaison composé de cinq moteurs-fusées sous un réservoir de carburant externe complété par deux propulseurs à poudre à cinq segments, l'Ares V. Le deuxième étage des deux versions utilise un seul moteur à carburant liquide. L'ensemble de levage lourd transporterait la capsule orbitale lunaire et l'atterrisseur, vers lesquels les astronautes se transféreraient lorsque les deux systèmes de fusée s'amarreraient.
Aller sur la Lune Étape 2
Aller sur la Lune Étape 2

Étape 2. Faites vos bagages pour le voyage

Parce que la lune n'a pas d'atmosphère, vous devez apporter votre propre oxygène pour avoir quelque chose à respirer pendant que vous y êtes, et lorsque vous vous promenez sur la surface lunaire, vous devez être en combinaison spatiale pour vous protéger de la chaleur torride de le jour lunaire de deux semaines ou le froid abrutissant de la nuit lunaire tout aussi longue - sans parler du rayonnement et des micro-météoroïdes auxquels le manque d'atmosphère expose la surface.

  • Vous aurez également besoin d'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. 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 emportez dans l'espace avec vous ajoute du poids, ce qui augmente la quantité de carburant nécessaire pour le soulever et la fusée qui le transporte dans l'espace, de sorte que vous ne pourrez pas emporter trop d'effets personnels dans l'espace - et ces roches lunaires pèseront 6 fois plus sur Terre que sur la Lune.
Aller sur la Lune Étape 3
Aller sur la Lune Étape 3

Étape 3. Déterminez la fenêtre de lancement

Une fenêtre de lancement est la plage de temps pour lancer la fusée depuis la Terre pour pouvoir atterrir dans la zone souhaitée de la lune pendant une période où il y aurait suffisamment de lumière pour explorer la zone d'atterrissage. La fenêtre de lancement était en fait définie de deux manières, comme une fenêtre mensuelle et une fenêtre quotidienne.

  • La fenêtre de lancement mensuelle tire parti de la position de la zone d'atterrissage prévue par rapport à la Terre et au soleil. Parce que la gravité de la Terre oblige la Lune à garder le même côté face à la Terre, des missions d'exploration ont été choisies dans les zones du côté face à la Terre pour rendre possible la communication radio entre la Terre et la Lune. L'heure devait également être choisie 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 auquel le vaisseau spatial serait lancé, les performances des fusées d'appoint et la présence d'un navire en aval du lancement pour suivre la progression du vol de la fusée. Au début, les conditions d'éclairage pour le lancement étaient importantes, car la lumière du jour facilitait la surveillance des abandons sur la rampe de lancement ou avant d'atteindre l'orbite, ainsi que la possibilité de documenter les abandons avec des photographies. Au fur et à mesure que la NASA gagnait en pratique dans la supervision des missions, les lancements à la lumière du jour étaient moins nécessaires; Apollo 17 a été lancé de nuit.

Partie 2 sur 3: Vers la lune ou le buste

Aller sur la Lune Étape 4
Aller sur la Lune Étape 4

Étape 1. Soulevez

Idéalement, une fusée à destination de la Lune devrait être lancée verticalement pour tirer parti de la rotation de la Terre et l'aider à atteindre la vitesse orbitale. Cependant, dans le projet Apollo, la NASA a autorisé une plage possible de 18 degrés dans les deux sens par rapport à la verticale sans compromettre de manière significative le lancement.

Aller sur la Lune Étape 5
Aller sur la Lune Étape 5

Étape 2. Atteindre l'orbite terrestre basse

Pour échapper à l'attraction de la gravité terrestre, il y a deux vitesses à considérer: la vitesse d'échappement et la vitesse orbitale. La vitesse d'échappement 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 à 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 de. La vitesse orbitale à 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 d'échappement.

De plus, les valeurs de vitesse orbitale et d'échappement diminuent à mesure que vous vous éloignez de la surface de la Terre, avec une vitesse d'échappement toujours d'environ 1,414 (la racine carrée de 2) fois la vitesse orbitale

Aller sur la Lune Étape 6
Aller sur la Lune Étape 6

Étape 3. Transition vers une trajectoire trans-lunaire

Après avoir atteint l'orbite terrestre basse et vérifié que tous les systèmes du navire sont fonctionnels, il est alors 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. En cours de route, le module de commande/service (CSM) s'est séparé du troisième étage, s'est retourné et s'est amarré au module d'excursion lunaire (LEM) transporté dans la partie supérieure du troisième étage.
  • Avec le projet Constellation, le plan est d'avoir la fusée transportant l'équipage et sa capsule de commande à quai en orbite terrestre basse avec l'étage de départ et l'atterrisseur lunaire amenés par la fusée cargo. L'étage de départ déclencherait alors ses propulseurs et enverrait le vaisseau spatial sur la lune.
Aller sur la Lune Étape 7
Aller sur la Lune Étape 7

Étape 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 placez-le en orbite autour de la lune.

Aller sur la Lune Étape 8
Aller sur la Lune Étape 8

Étape 5. Transfert à l'atterrisseur lunaire

Le projet Apollo et le projet Constellation comportent tous deux des modules orbitaux et d'atterrissage séparés. Le module de commande Apollo a exigé qu'un des trois astronautes reste derrière pour le piloter, tandis que les deux autres sont montés à bord du module lunaire. La capsule orbitale du projet Constellation est conçue pour fonctionner automatiquement, de sorte que les quatre astronautes qu'elle est conçue pour transporter puissent embarquer sur son atterrisseur lunaire, si vous le souhaitez.

Aller sur la Lune Étape 9
Aller sur la Lune Étape 9

Étape 6. Descendez 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 l'atterrisseur lunaire à environ 100 mph (160 km/h) pour assurer un atterrissage intact et plus lent encore pour garantir à ses passagers un atterrissage en douceur. Idéalement, la surface d'atterrissage prévue devrait être exempte de gros rochers; c'est pourquoi la Mer de la Tranquillité a été choisie comme site d'atterrissage d'Apollo 11.

Aller sur la Lune Étape 10
Aller sur la Lune Étape 10

Étape 7. Explorer

Une fois que vous avez atterri sur la lune, il est temps de faire ce petit pas et d'explorer la surface lunaire. Pendant que vous y êtes, vous pouvez collecter des roches et de la poussière lunaires pour analyse sur Terre, et si vous avez apporté un rover lunaire pliable comme l'ont fait les missions Apollo 15, 16 et 17, vous pouvez même faire du hot rod sur la surface lunaire jusqu'à 11,2 mph (18 km/h). (Ne vous embêtez pas à faire tourner le moteur, cependant; l'unité est alimentée par batterie, et il n'y a pas d'air pour transporter le son d'un moteur qui tourne, de toute façon.)

Partie 3 sur 3: Retour sur Terre

Aller sur la Lune Étape 11
Aller sur la Lune Étape 11

Étape 1. Faites vos bagages et rentrez chez vous

Après avoir fait vos affaires sur la lune, emballez vos échantillons et vos outils et montez à bord de votre atterrisseur lunaire pour le voyage de retour.

Le module lunaire Apollo a été conçu en deux étapes: une étape de descente pour l'amener sur la lune et une étape de remontée pour ramener les astronautes en orbite lunaire. L'étage de descente a été laissé sur la lune (tout comme le rover lunaire)

Aller sur la Lune Étape 12
Aller sur la Lune Étape 12

Étape 2. Amarrez avec le vaisseau en orbite

Le module de commande Apollo et la capsule orbitale Constellation sont tous deux conçus pour ramener les astronautes de la Lune sur Terre. Le contenu des atterrisseurs lunaires est transféré vers les orbiteurs, et les atterrisseurs lunaires sont ensuite désamarrés pour finalement revenir sur la lune.

Aller sur la Lune Étape 13
Aller sur la Lune Étape 13

Étape 3. Retournez sur Terre

Le propulseur principal des modules de service Apollo et Constellation est déclenché pour échapper à la gravité de la lune, et le vaisseau spatial est renvoyé vers la Terre. En entrant dans la gravité terrestre, le propulseur du module de service est pointé vers la Terre et tiré à nouveau pour ralentir la capsule de commande avant d'être largué.

Aller sur la Lune Étape 14
Aller sur la Lune Étape 14

Étape 4. Optez pour un atterrissage

Le bouclier thermique du module de commande/capsule est exposé pour protéger les astronautes de la chaleur de rentrée. Alors que le vaisseau pénètre dans la partie la plus épaisse de l'atmosphère terrestre, des parachutes sont déployés pour ralentir davantage la capsule.

  • Pour le projet Apollo, le module de commande a éclaboussé dans l'océan, comme l'avaient fait les précédentes missions habitées de la NASA, et a été récupéré par un navire de la Marine. Les modules de commande n'ont pas été réutilisés.
  • Pour le projet Constellation, le plan est d'atterrir sur terre, comme l'ont fait les missions spatiales habitées soviétiques, l'amerrissage dans l'océan étant une option si l'atterrissage sur terre n'est pas possible. La capsule de commande est conçue pour être remise à neuf, en remplaçant son bouclier thermique par un neuf, et réutilisée.

Des astuces

Les entreprises privées se lancent progressivement dans l'aventure de la lune. En plus du projet Virgin Galactic de Richard Branson d'offrir des vols suborbitaux dans l'espace, une société appelée Space Adventures prévoyait de passer un contrat avec la Russie pour transporter deux personnes autour de la lune dans un vaisseau spatial Soyouz piloté par un cosmonaute qualifié pour un prix de 100 millions de dollars. un billet

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