science >> Wetenschap >  >> Astronomie

NASA stelt lanceringstijden vast met wetenschap en precisie

Op 11 april, 2019, een SpaceX Falcon Heavy-raket gelanceerd vanaf Launch Complex 39A in het Kennedy Space Center van NASA in Florida. SpaceX

Het is moeilijk te geloven dat er bijna een halve eeuw is verstreken sinds Neil Armstrong, Edwin "Buzz" Aldrin en Michael Collins vlogen uit het Kennedy Space Center in Cape Canaveral, Florida met een presidentiële belofte te vervullen. Maar hier zijn we.

De Apollo 11-missie gelanceerd op 16 juli, 1969 om 9.32 uur (Eastern Standard Time). NASA heeft die starttijd niet willekeurig gekozen. Het werd gekozen omdat het de juiste vakjes aankruiste op een lange lijst met vereisten. Zie je, het maken van lanceringsschema's is altijd een rigoureuze wetenschap geweest.

Land als een adelaar

Elke missie heeft zijn doelen. In het geval van Apollo 11, het hoofddoel was om een ​​Amerikaanse astronaut op de maan te zetten, het winnen van de ruimterace voor de oude oom Sam. Daartoe, NASA selecteerde vijf potentiële landingsplaatsen net boven de maanevenaar. Aangezien niemand van een hobbelige landingszone houdt, de kandidaat-sites waren geografisch vlak.

Maar de ruimtevaarders konden niet zo snel mogelijk vertrekken. Een maandag duurt 29,5 aardse dagen. Dus als je gedurende die tijd op een bepaald punt op het maanoppervlak zou staan, je zou ongeveer 14 opeenvolgende dagen non-stop zonlicht ervaren - gevolgd door ongeveer 14 ononderbroken dagen van duisternis. Voor Apollo11, NASA ging vol Goudlokje. Het bureau besloot dat de nu beroemde "Eagle" -module van de bemanning bij zonsopgang moest landen, als de zon laag staat maar nog steeds zichtbaar is.

Schaduwen werden een onderwerp van discussie. Als de schaduwen op grondniveau te lang of te kort waren toen Armstrong en het bedrijf voor het eerst arriveerden, ze zouden zichtbaarheidsproblemen veroorzaken. Daarom, de Adelaar zou moeten landen terwijl de zon tussen de 15 en 45 graden boven de maanhorizon stond.

Reis plannen

Deze factoren hielpen NASA een reeks lanceervensters te geven. In principe, een lanceervenster is het tijdsbestek waarin een ruimtevaartuig de aarde kan verlaten. Ze zijn vaak vrij smal, vooral als het gaat om complexe manoeuvres.

Laten we Apollo 11 opnieuw bezoeken. De bemanning moest wegschieten; positioneren zich over een specifieke hoek van de aarde; schiet naar de maan; en land dan de Eagle op een vooraf goedgekeurde locatie tijdens de maanschemering terwijl de zon 15 tot 45 graden boven je hoofd stond. Over een strikt reisschema gesproken.

Van de vijf mogelijke landingsgebieden, NASA koos uiteindelijk voor de Zee van Rust. Ze wilden Armstrong en Aldrin daar in de zomer van '69 neerzetten. De maanbaan betekende dat NASA maar twee kansen zou krijgen om een ​​bewegend doel te raken. Om de Zee van Rust onder de perfecte omstandigheden te bereiken, Apollo 11 moest op 16 juli of 14 augustus opstijgen.

NASA koos de vorige datum. Het lanceringsvenster van 16 juli was geopend van 9.32 uur tot 13.54 uur. Om de bemanning wat extra tijd te geven voor het geval ze die later nodig zouden hebben, Apollo 11 werd zo snel mogelijk de lucht ingestuurd - dat wil zeggen, precies toen het raam openging.

Vier dagen later, Armstrong en Aldrin deden de moonwalk. De astronauten keerden op 24 juli terug naar de aarde.

De naald inrijgen

Vijftig jaar later, lanceringsschema's zijn nog steeds notoir moeilijk te plannen. Zoals de officiële website van NASA droogjes opmerkt, "Dit is geen baan voor iemand die door de natuurkundeles heen heeft geslapen."

Lanceervensters worden onvermijdelijk gevormd door missiedoelen. Wil je een rover naar Mars sturen? Je kunt het beste wachten tot Mars en de aarde zich in "oppositie" bevinden - een punt waarop de opening tussen de twee planeten vrij kort is en ze zich allebei aan dezelfde kant van de zon bevinden. Die kans komt maar om de 26 maanden voorbij.

Als een ruimtevaartuig een ander hemellichaam moet bezoeken (zoals Mars of de maan), zijn reisplannen zullen worden bepaald door de baan van de andere wereld en de baan van de aarde zelf. En dat is niet alles; de zwaartekracht van andere lichamen - zoals de zon - moet ook worden overwogen.

Plus, door de mens gemaakte apparaten hebben altijd te maken met wrijving en wind wanneer ze door de atmosfeer van de aarde gaan. Die interferentie heeft gegarandeerd invloed op de lanceringstrajecten - en bij uitbreiding, vensters starten.

Ruimtelabs en stormachtige luchten

Dus atmosferische pushback is niet alleen een probleem voor deep-space missies. Zelfs vaartuigen die zijn gebouwd om in een baan om de aarde te draaien en niet verder gaan, hebben met dit probleem te maken.

Een van die objecten is het International Space Station (ISS). Een bemand laboratorium, het ISS draait ongeveer 350 kilometer boven de aarde, elke dag ongeveer 16 omwentelingen rond de planeet voltooien.

NASA stuurde astronauten naar het ISS in herbruikbare Space Shuttles. Elke dag, het ISS zou over (of in de buurt van) de lanceerplaats bij Cape Canaveral gaan. Om een ​​succesvol rendez-vous te laten plaatsvinden, De shuttles van NASA moesten binnen vijf minuten na die passage opstijgen. En om te voorkomen dat brandstoftanks in bewoonde gebieden worden gedumpt, de schepen moesten een traject van zuid naar noord over de Atlantische Oceaan volgen.

Je zult geen van die lanceringen zien op NASA's 2019-schema. Het Amerikaanse spaceshuttle-programma werd in 2011 stopgezet en NASA brengt geen astronauten meer naar het ISS. (Momenteel, dat is de taak van Rusland.)

Achteloos, het Kennedy Space Center organiseert elk jaar tal van andere missies. Trouwens, NASA heeft nog tal van andere lanceerplaatsen tot haar beschikking, waaronder de Vandenberg Air Force Base in het zuiden van Californië.

Overal waar een lancering gepland staat, je kunt er zeker van zijn dat NASA-meteorologen veel aandacht besteden aan het weer. Begin 2019, de langverwachte lancering van een SpaceX Falcon Heavy Rocket op Cape Canaveral werd vertraagd door harde wind. In 1971, "weersbeperkingen" dwongen NASA om de lancering van Apollo 14 met 40 minuten uit te stellen.

Regenen, bliksem en wind zijn niet de enige dingen die een lancering kunnen belemmeren. Om te voorkomen dat passerende vliegtuigen gevaar lopen, NASA werkt samen met de Amerikaanse luchtmacht en de Federal Aviation Administration om grote delen van het commerciële luchtruim te sluiten tijdens de lanceringsvensters.

NU IS DAT GEK

De Apollo 12-bemanning werd gelanceerd op de duistere ochtend van 14 november, 1969 vanaf Kennedy Space Center in Cape Canaveral, Florida om 11.22 uur, slechts 36,5 seconden later, terwijl de bemanning zich ongeveer 2,4 kilometer boven de grond bevond, de eerste van twee bliksemschichten trof het schip. Niemand raakte in paniek. Astronauten Charles "Pete" Conrad, Alan Bean en Richard Gordon volgden de instructies van de missiecontrole nauwkeurig op, en binnen een week Apollo 12 bereikte de maan. Het evenement heeft ertoe geleid dat NASA strikte lanceringsnormen oplegde om te voorkomen dat dit ooit nog zou gebeuren.