Podróż na Księżyc kojarzy się z ogromnym dystansem, ale w skali kosmicznej nasz naturalny satelita znajduje się stosunkowo blisko Ziemi. Średnia odległość między Ziemią a Księżycem wynosi około 384 400 kilometrów, jednak sam czas lotu zależy od trajektorii, prędkości statku, rodzaju misji i sposobu wejścia na orbitę. Dlatego nie każda wyprawa trwa tyle samo, a historyczne misje Apollo są tylko jednym z punktów odniesienia.
Ile czasu leci się z Ziemi na Księżyc?
W przypadku załogowych misji Apollo podróż w stronę Księżyca zajmowała około trzech dni. Przykładowo Apollo 11 wystartował z Ziemi 16 lipca 1969 roku, a na orbitę Księżyca wszedł 19 lipca. Samo lądowanie nastąpiło później, po wykonaniu odpowiednich manewrów orbitalnych i oddzieleniu lądownika księżycowego.
Nie oznacza to jednak, że każdy statek musi lecieć dokładnie trzy dni. Czas podróży można skrócić lub wydłużyć w zależności od wykorzystanej trajektorii i ilości paliwa. Szybszy lot wymaga zwykle większych zmian prędkości, a więc także większych możliwości napędu. Z kolei misje bezzałogowe bywają planowane tak, aby oszczędzać paliwo i mogą docierać do Księżyca znacznie dłużej.
W praktyce lot nie polega też na skierowaniu rakiety dokładnie w stronę miejsca, w którym Księżyc znajduje się w chwili startu. Satelita cały czas porusza się po orbicie, dlatego statek musi zostać skierowany do punktu, w którym Księżyc znajdzie się po kilku dniach. Cała trajektoria jest wcześniej dokładnie obliczana.
Od czego zależy czas podróży na Księżyc?
Największe znaczenie ma profil misji. Inaczej wygląda lot statku, który ma jedynie przelecieć w pobliżu Księżyca, inaczej misja mająca wejść na orbitę, a jeszcze inaczej wyprawa zakończona lądowaniem na powierzchni.
Statek lecący bardzo szybko może dotrzeć w okolice Księżyca w krótszym czasie, ale musi później odpowiednio wyhamować. Bez zmniejszenia prędkości minąłby satelitę albo znalazłby się na niewłaściwej trajektorii. Właśnie dlatego część energii i paliwa trzeba przeznaczyć nie tylko na rozpędzenie statku, lecz również na jego późniejsze manewry.
Duże znaczenie mają także możliwości rakiety nośnej, masa statku i ilość przewożonego paliwa. Misja załogowa musi dodatkowo uwzględniać systemy podtrzymywania życia, zapasy wody, tlenu i żywności oraz rozwiązania zapewniające bezpieczeństwo astronautów.
Jak daleko jest z Ziemi na Księżyc?
Podawana najczęściej wartość 384 400 kilometrów jest średnią. Orbita Księżyca nie jest idealnym okręgiem, dlatego odległość od Ziemi cały czas się zmienia. W najbliższym punkcie orbity Księżyc znajduje się około 363 tysięcy kilometrów od Ziemi, natomiast w najdalszym może być oddalony o ponad 405 tysięcy kilometrów.
Różnica wynosi więc kilkadziesiąt tysięcy kilometrów. Mimo to nie oznacza automatycznie, że podróż podczas największego zbliżenia będzie zdecydowanie krótsza. Trajektorie misji kosmicznych planuje się na podstawie wielu parametrów, a sama odległość jest tylko jednym z nich.
Dla porównania światło pokonuje średnią odległość pomiędzy Ziemią a Księżycem w około 1,28 sekundy. Sygnał radiowy porusza się z prędkością światła, dlatego komunikacja z astronautami znajdującymi się przy Księżycu ma niewielkie, ale zauważalne opóźnienie.
Czy da się dolecieć na Księżyc w kilka godzin?
Teoretycznie odpowiednio szybki pojazd mógłby pokonać dystans znacznie szybciej niż statki wykorzystywane w dotychczasowych misjach załogowych. W praktyce ograniczeniem są jednak nie tylko możliwości silnika, lecz również ogromne ilości energii potrzebne do rozpędzenia i późniejszego wyhamowania statku.
Nie można więc obliczyć realnego czasu lotu, dzieląc po prostu odległość 384 400 kilometrów przez maksymalną prędkość rakiety. Statek przyspiesza, wykonuje manewry, porusza się pod wpływem grawitacji Ziemi i Księżyca, a następnie musi znaleźć się na odpowiedniej orbicie.
Z tego powodu loty kosmiczne są projektowane jako skomplikowane trajektorie, a nie przejazd po prostej drodze. Dla misji załogowej znaczenie ma również to, aby przeciążenia pozostały na poziomie bezpiecznym dla ludzi.
Ile trwa 1 godzina w kosmosie?
Godzina mierzona zegarem znajdującym się na pokładzie statku kosmicznego nadal ma 60 minut, czyli 3600 sekund. Sam pobyt poza Ziemią nie sprawia, że człowiek odczuwa czas w zupełnie innym tempie. Astronauci korzystają z zegarów i harmonogramów dokładnie tak samo jak ludzie na powierzchni.
Fizyka pokazuje jednak, że tempo upływu czasu może minimalnie zmieniać się w zależności od prędkości oraz siły pola grawitacyjnego. Wynika to z teorii względności Alberta Einsteina. Im szybciej porusza się obiekt, tym wolniej płynie dla niego czas w porównaniu z obserwatorem znajdującym się w innym układzie odniesienia.
Przy prędkościach osiąganych obecnie przez statki kosmiczne różnice są bardzo małe. Astronauta po kilkugodzinnym locie na Księżyc nie wróci więc na Ziemię młodszy o lata czy miesiące. Tak ogromne różnice wymagałyby poruszania się z prędkościami zbliżonymi do prędkości światła.
Wpływ ma również grawitacja. Zegary znajdujące się w różnych polach grawitacyjnych mogą chodzić minimalnie inaczej. Efekty te są rzeczywiste i mierzalne, ale w codziennym rozumieniu godzina dla astronauty pozostaje godziną.
Ile trwa 1 dzień na Księżycu?
Sposób liczenia czasu na powierzchni naszego satelity jest znacznie bardziej interesujący niż zwykły ziemski dzień. Księżyc potrzebuje około 27,3 dnia ziemskiego, aby wykonać jeden obrót wokół własnej osi. W podobnym czasie obiega także Ziemię, dlatego z naszej planety stale widzimy niemal tę samą stronę Księżyca.
Jeżeli jednak przez dzień księżycowy rozumiemy okres od jednego wschodu Słońca do kolejnego, trwa on około 29,5 dnia ziemskiego. Wynika to z jednoczesnego obrotu Księżyca wokół własnej osi i jego ruchu wokół Ziemi.
Oznacza to, że w jednym miejscu na powierzchni Księżyca światło słoneczne może padać przez około 14 ziemskich dni, po czym następuje mniej więcej 14 dni ciemności. Ma to ogromne znaczenie podczas projektowania baz i urządzeń księżycowych.
W czasie długiej nocy panele słoneczne nie mogą wytwarzać energii, a temperatura bardzo mocno spada. Z kolei podczas dnia powierzchnia nagrzewa się do bardzo wysokich temperatur. Konstrukcje przeznaczone do długotrwałej pracy muszą więc radzić sobie z ekstremalnymi zmianami warunków.
Dlaczego z Ziemi widzimy ciągle tę samą stronę Księżyca?
Zjawisko to wynika z tzw. rotacji synchronicznej. Czas obrotu Księżyca wokół własnej osi jest praktycznie taki sam jak czas jego obiegu wokół Ziemi. W rezultacie jedna półkula pozostaje skierowana w stronę naszej planety.
Nie oznacza to jednak, że druga strona Księżyca jest zawsze ciemna. Otrzymuje ona światło słoneczne dokładnie tak samo jak półkula widoczna z Ziemi. Określenie ciemna strona Księżyca może więc być mylące. Prawidłowo można mówić o stronie niewidocznej z Ziemi.
Pierwsze fotografie tej części powierzchni wykonano dopiero dzięki sondom kosmicznym. Bez wysłania urządzenia poza Ziemię człowiek nie mógł jej bezpośrednio zobaczyć.
Ile osób stanęło na Księżycu?
Łącznie po powierzchni Księżyca chodziło 12 ludzi. Wszyscy byli astronautami amerykańskiego programu Apollo i dotarli tam w latach 1969–1972. Pierwszym człowiekiem, który postawił stopę na powierzchni, był Neil Armstrong podczas misji Apollo 11. Kilkanaście minut później dołączył do niego Buzz Aldrin.
Kolejne udane lądowania przeprowadzono w ramach misji Apollo 12, Apollo 14, Apollo 15, Apollo 16 i Apollo 17. Za każdym razem na powierzchnię schodziło dwóch astronautów, natomiast trzeci członek załogi pozostawał na orbicie księżycowej w module dowodzenia.
Ostatnimi ludźmi, którzy chodzili po Księżycu, byli Eugene Cernan i Harrison Schmitt podczas Apollo 17 w grudniu 1972 roku. Od tamtego czasu żaden człowiek nie wrócił na powierzchnię naszego satelity, chociaż wysyłano tam liczne sondy i lądowniki bezzałogowe.
Wśród 12 osób, które chodziły po Księżycu, wszyscy byli mężczyznami. Przyszłe programy załogowe mają jednak zakładać udział znacznie bardziej zróżnicowanych załóg.
Jak długo astronauci przebywali na Księżycu?
Pierwsze lądowanie było stosunkowo krótkie. Załoga Apollo 11 spędziła na powierzchni około 21 godzin, a sam spacer księżycowy trwał około dwóch i pół godziny. Kolejne wyprawy stopniowo wydłużały czas pobytu i pozwalały prowadzić coraz bardziej zaawansowane badania.
Podczas późniejszych misji astronauci spędzali na powierzchni po kilka dni. Korzystali również z pojazdów Lunar Roving Vehicle, dzięki którym mogli oddalać się od lądownika i badać większy obszar.
Rekordowy pod względem długości pobytu na powierzchni był Apollo 17. Astronauci przebywali na Księżycu ponad trzy doby, wykonując trzy długie wyjścia na zewnątrz i zbierając próbki skał.
Jak wygląda powrót z Księżyca na Ziemię?
Start w drogę powrotną wygląda inaczej niż start z naszej planety. Księżyc ma znacznie mniejszą grawitację i nie posiada gęstej atmosfery, dlatego do opuszczenia jego powierzchni potrzeba mniej energii niż do wyniesienia statku z Ziemi.
W misjach Apollo górna część lądownika startowała z powierzchni i łączyła się na orbicie z modułem dowodzenia. Następnie załoga rozpoczynała lot w stronę Ziemi. Po kilku dniach kapsuła wchodziła w atmosferę z bardzo dużą prędkością.
Właśnie powrót przez atmosferę był jednym z najbardziej wymagających etapów misji. Osłona termiczna chroniła kapsułę przed temperaturą powstającą podczas gwałtownego hamowania. Na końcu otwierano spadochrony i kapsuła wodowała w oceanie.
Jak długo trwałaby cała wyprawa na Księżyc?
Jeżeli uwzględnimy lot w obie strony oraz pobyt przy Księżycu, wyprawa trwa zdecydowanie dłużej niż same trzy dni podróży w jedną stronę. Apollo 11 pozostawał w przestrzeni kosmicznej przez nieco ponad osiem dni. Start nastąpił 16 lipca, a powrót na Ziemię 24 lipca 1969 roku.
Późniejsze misje były dłuższe, ponieważ astronauci spędzali więcej czasu na orbicie i powierzchni Księżyca. Apollo 17 trwał ponad 12 dni. Dzięki temu możliwe było wykonywanie dłuższych spacerów, zbieranie większej liczby próbek oraz prowadzenie badań geologicznych.
Jeżeli więc zastanawiamy się, ile trwa podróż na Księżyc, najprostsza odpowiedź brzmi: około trzech dni w jedną stronę przy profilu zbliżonym do historycznych lotów Apollo. Cała załogowa wyprawa wraz z pobytem i powrotem może jednak trwać ponad tydzień, a dokładny czas zawsze zależy od sposobu zaplanowania konkretnej misji.
Źródło: www.offon.pl
