Science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Wat was de fysica van Apollo Moon Landing?

De Apollo Moon Landing was een triomf van natuurkunde, engineering en menselijke vindingrijkheid. Hier is een uitsplitsing van de belangrijkste fysica -principes:

1. Rocket Science:

* de bewegingswetten van Newton:

* eerste wet (traagheid): De Saturn V -raket, het lanceervoertuig, moest de zwaartekracht en traagheid van de aarde overwinnen om het Apollo -ruimtevaartuig te versnellen.

* Tweede wet (f =ma): De raketmotoren produceerden stuwkracht door hete gas te verdrijven, een kracht toe te passen op het ruimtevaartuig, waardoor deze wordt versneld.

* Derde wet (actie-reactie): Voor elke actie is er een gelijke en tegengestelde reactie. De uitlaatgassen van de raket duwden naar beneden en stuwden de raket omhoog.

* behoud van momentum: Terwijl de raket brandstof verbrandde, nam de massa af. Om een ​​constante opwaartse snelheid te behouden, moesten de raketmotoren hun stuwkracht aanpassen.

* orbitale mechanica: Het ruimtevaartuig kwam een ​​elliptische baan rond de aarde binnen voordat hij naar de maan ging. Dit omvatte nauwkeurige berekeningen op basis van:

* Kepler's wetten van planetaire beweging

* zwaartekrachten tussen de aarde en het ruimtevaartuig

2. Lunar Landing:

* zwaartekracht: De zwaartekracht van de maan is ongeveer 1/6e die van de aarde. Dit betekende dat de maanmodule langzamer en met een grotere precisie moest afdalen.

* Atmosferische invoer: De maan heeft geen atmosfeer, dus er was geen luchtweerstand om de afdaling te vertragen. De maanmodule moest volledig vertrouwen op zijn afdalingsmotor.

* stuwkrachtcontrole: De precieze besturing van de afdalingsmotor was van cruciaal belang voor een veilige landing.

* brandstofbeheer: De beperkte brandstoftoevoer voor de afdalingsmotor maakte precieze berekeningen en trajectaanpassingen essentieel.

3. Lunar exploratie:

* Lage zwaartekracht: Astronauten ondervonden een significante gewichtsvermindering, wat hun beweging beïnvloedde en de manier waarop ze omgingen met hun omgeving.

* Vacuümomgeving: De afwezigheid van een atmosfeer betekende extreme temperatuurschommelingen, de behoefte aan speciale pakken en het gebrek aan geluidspropagatie.

4. Terug naar de aarde:

* ontsnappingssnelheid: De stijgmotor van de maanmodule moest voldoende stuwkracht genereren om aan de zwaartekracht van de maan te ontsnappen.

* Trans-aarde injectie: Een precieze verbranding van de motor van het Apollo -ruimtevaartuig stuurde het op een traject terug naar de aarde.

* Atmosferische herintreding: Het ruimtevaartuig moest zich precies oriënteren en zijn hitteschild gebruiken om de atmosfeer van de aarde veilig opnieuw te betreden.

* Parachute -implementatie: Parachutes vertraagden de afdaling van het ruimtevaartuig tot een veilige landing in de oceaan.

Key Technologies:

* raketmotoren: De motoren van Saturn V- en Lunar -module waren krachtig en betrouwbaar, in staat om de nodige stuwkracht voor de missie te genereren.

* Richtlijnen en navigatiesystemen: Nauwkeurige navigatie- en besturingssystemen waren essentieel voor het manoeuvreren van het ruimtevaartuig en het landen op de maan.

* Computersystemen: Vroege computers werden gebruikt voor complexe berekeningen en trajectaanpassingen.

* Levensondersteunende systemen: Gespecialiseerde systemen handhaafden een ademende atmosfeer, gereguleerde temperatuur en boden water en voedsel voor de astronauten.

De Landing van Apollo Moon omvatte een verfijnd begrip en toepassing van vele fysica -principes. Het is een bewijs van de kracht van wetenschap en engineering om de grenzen van menselijke verkenning te verleggen.