Alunizaje
Alunizaje és el terme que definix el descens controlat d'un vehícul sobre la superfície de la Lluna. Es distinguixen dos tipos de alunizajes: alunizaje dur i alunizaje suau.
Es considera que un alunizaje ha segut dur quan la nau pren contacte en la superfície llunar a una velocitat superior als 10 m/s, i del tipo suau quan el contacte en el sol és inferior a esta velocitat. Totes les astronaves tripulades que han establit una base llunar, han efectuat un alunizaje suau.
El primer alunizaje de l'història va tindre lloc el 3 de febrer de 1966 en la sonda Lluna 9 de l'Unió Soviètica. El 20 de juliol de 1969, la missió nortamericana Apolo 11 va colocar als primers hòmens en la Lluna: el comandant Neil Armstrong i el pilot Edwin F. Aldrin.[1][2][3]
Context científic
Per a aplegar a la Lluna, una nau espacial deu eixir primer del pou gravitatorio de la Terra; actualment, l'únic mig pràctic és un eixida. A diferència dels vehículs aéreus com els globos i els jets, una eixida pot seguir accelerant en el buit fora de l'atmòsfera.
En acostar-se a la lluna objectiu, una nau espacial s'acostarà cada volta més a la seua superfície a velocitats creixents per la gravetat. Per a aterrisar intacta, deu desaccelerar a menys de 160 km/h i estar reforçada per a soportar un impacte de "aterrisage dur", o deu desaccelerar a una velocitat insignificant en el moment del contacte per a un "aterrisage suau" (l'única opció per als humans). Els tres primers intents d'Estats Units de realisar un alunizaje forçós en un sismómetro reforçat en 1962 varen fracassar.[4] Els soviètics varen conseguir per primera volta la fita d'un alunizaje forçós en una cambra reforçada en 1966, seguits solament uns mesos despuix pel primer alunizaje suau sense tripulació per part d'Estats Units.
La velocitat d'un alunizaje forçós en la seua superfície sol estar entre el 70 i el 100 % de la velocitat d'escape de la lluna objectiu, i per tant esta és la velocitat total que deu desprendre's de l'atracció gravitatoria de la lluna objectiu per a que es produïxca un alunizaje suau. Per a la Lluna de la Terra, la velocitat d'escape és de 2,38 km/s.[5] El canvi de velocitat (denominat delta-v) sol proporcionar-ho una eixida de alunizaje, que deu ser transportat a l'espai pel vehícul de llançament original com a part de la nau espacial en el seu conjunt. Una excepció és el alunizaje suau en Titán realisat per la Huygens en 2005. En ser la lluna en l'atmòsfera més densa, els alunizajes en Titán poden conseguir-se utilisant tècniques d'entrada atmosfèrica que solen ser més llaugeres que una eixida de capacitat equivalent.
Els soviètics varen conseguir realisar el primer aterrisage forçós en la Lluna en 1959.[6] Aterrisages forçosos[7] pot ocórrer per fallos de funcionament en una nau espacial, o poden ser deliberadament organisats per a vehículs que no tenen una eixida d'aterrisage a bordo. Hi ha hagut molts accidents llunars d'este tipo, a sovint en la seua trayectòria de vol controlada per a impactar en llocs precisos de la superfície llunar. Per eixemple, durant el programa Apolo, la tercera etapa F.0___ de l'eixida Saturn V i l'etapa d'ascens gastada del Mòdul Llunar es varen estrelar deliberadament en la Lluna vàries voltes per a provocar impactes que es registraren com un terremot llunar en els sismómetros que s'havien deixat en la superfície llunar. Estos chocs varen ser decisius per a cartografiar l'estructura interna de la Lluna.
Per a retornar a la Terra, és necessari superar la velocitat d'escape de la Lluna per a que la nau espacial ixca del pou gravitatorio de la Lluna. Es deuen utilisar eixides per a eixir de la Lluna i retornar a l'espai. En aplegar a la Terra, s'utilisen tècniques d'entrada atmosfèrica per a absorbir l'energia cinètica d'una nau espacial que retorna i reduir la seua velocitat per a un aterrisage segur. Estes funcions compliquen enormement una missió de alunizaje i comporten moltes consideracions operatives adicionals. Tot eixida d'eixida de la Lluna deu ser transportat primer a la superfície llunar per una eixida de alunizaje, lo que aumenta el tamany requerit d'este últim. L'eixida d'eixida de la Lluna, l'eixida de alunizaje més gran i qualsevol equip d'entrada en l'atmòsfera terrestre, com a escuts tèrmics i paracaigudes, deuen ser elevats a la seua volta pel vehícul de llançament original, aumentant enormement el seu tamany en un grau significatiu i casi prohibitivo.
Descripció del procés
Un alunizaje del tipo que varen tindre les missions Apolo s'inicia als 110 km d'altura, separant-se llavors el mòdul de descens ocupat pel comandant de l'expedició i el pilot del F.2___.
Al cap de mija revolució, el motor de descens entra en ignició, que disminuïx la velocitat de la nau situant-l'en una òrbita elíptica de 110 x 15 km.
Una volta alcançada esta òrbita, es torna a encendre el motor de descens, reduint la velocitat del mòdul llunar fins a alcançar els 35 m/s estant en eixe moment l'altura controlada constantment pel radar d'aterrisage. Existixen dos punts importants de control en la fase de alunizaje cridats porta alta i porta baixa.
Despuix de finalisar la fase de frenat, l'altura del mòdul és de 3 m (aproximadament 10 peus), l'àngul d'inclinament del mateix és de 23° i l'espente llavors és de 2721 kgf.
Quan s'avistar el punt de descens, el mòdul es troba a una altitut de 2950 m, funcionant el retrocohete en un espente de 2540 kgf. mentres la nau presenta un inclinament de 49°.
La primera fase consistix en passar a una distància sobre la superfície llunar d'uns 2300 m i a una distància d'entre 4 i 8 km del punt de descens i a una velocitat de translació d'uns 150 m/s, havent reduït la velocitat de descens a 45 m/s.
Als 914 ms d'altitut la nau presenta un inclinament de 57°.
A la porta baixa s'aplega un minut i mig despuix. L'altura en eixe moment és de 152,3 m, l'inclinament de la nau de 80° i la distància al punt de descens de 550 m, mentres que la velocitat s'ha reduït a 17 m/s gràcies a l'espente negatiu de 1270 kgf.
La trayectòria es va incurvando cada volta més, fins a passar al descens vertical de 90° a uns 45 m d'altitut, llavors la velocitat que és controlada per l'ordenador d'a bordo disminuïx des dels 8,2 fins a alcançar solament 1 m/s. Els sensors que existixen en tres de les quatre pates del mòdul de descens indiquen el primer contacte, ordenant llavors la parada del motor.
El descens dura de l'orde dels 11 min i 54 s. Esta maniobra es va simplificar a partir de l'alunizaje del Apolo 14, permetent una major disponibilitat de combustible del mòdul de descens per a un cas d'emergència.
Per a això, la nau Apolo es va situar en una òrbita llunar elíptica de 108 per 16,5 km, de manera que el mòdul llunar va iniciar la maniobra de descens i alunizaje a sol 16 500 m d'altura en lloc dels 110 000 del cas anterior.
Zona de alunizaje
S'entén per zona de alunizaje els sectors de la superfície de la Lluna ideals per a efectuar un descens controlat suau a l'hora d'establir una base llunar.
Durant les missions Apolo les zones de alunizaje eren elipses de 8 x 5 km seleccionades segons els criteris següents:
- En la ruta d'aproximació no deuen existir clavills ni tossals alts, puix això donaria lloc a falses interpretacions de l'altura-radar.
- Les zones deuen presentar pocs accidents i en un sol lliure de grans roques.
- La zona elegida deu permetre el menor consum possible de combustible per part del mòdul de descens.
- La zona deu permetre el reciclat del temps del Saturn V en cas de retart del conte arrere per al llançament.
- La zona deu trobar-se a l'alcanç de l'astronave Apolo, en la trayectòria de tornada lliure, sense tindre que amprar combustible per a situar-se en ella.
- Deu presentar un allumenament d'entre 7 a 20° d'altura del Sol sobre el horisó, i darrere del mòdul de descens quan s'acoste este al punt de alunizaje.
- La pendent del terreny no deu excedir del 2 %.
Tenint en conte totes estes condicions, solament es dispon d'una finestra de llançament d'un dia per més per a cada una de les zones programades.
Vore també
Referències
- ↑ «NASA - NSSDCA - Spacecraft - Details». nssdc.gsfc.nasa.gov. Consultat el 2022-11-05.
- ↑ «Manned Space Chronology: Apollo_11». spaceline.org.
- ↑ «Apollo Anniversary: Moon Landing "Inspired World"». National Geographic.
- ↑ «NASA - NSSDC - Spacecraft - Ranger 3 Details».
- ↑ «¡Escape de la Lluna!».
- ↑ «NASA - NSSDC - Spacecraft - Lun 2 Details».
- ↑ «Pàgina web de V. V Pustynski per a estudiants de YFT0060». Estònia: Observatori de Tartu.
Referències
- Este artícul conté una traducció derivada de «Alunizaje» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.