WANN LANDETE DER ERSTE MENSCH AUF DEM MOND

Abb. 1 Aufbau einer RaketeDas RaketenprinzipWie du in der Grundwissensseite um zu Wechselwirkungsgesetz gelernt hast, ist diese von NEWTON formulierte Gesetzmäßigkeit für die Fortbewegung von sehr vergrößern Bedeutung. Bei der Start zu einem 100m-Lauf übt der Läufer eine Kraft in den Startblock aus (actio) und der Startblock seinerseits eine Kraft in den jogger (reactio). Einer könnte etwas kürzer sagen: "Der Läufer drücken sich von Startblock ab". Die Frage ist nun, über was sich eine Rakete innerhalb Weltall "abdrücken" soll.

Du schaust: Wann landete der erste mensch auf dem mond


*
NASA
Abb. 2 start einer Saturn V (Apollo 11 Mission)Die bis jetzt größte von den USA entwickelten Rakete ist die Saturn-V-Rakete, mit der auch die erste bemannte Mondlandung gelegenheit der Apollo-11-Mission im Jahre 1969 gelang. Die Saturn V ist einer dreistufige schimpft mit einer Gesamthöhe by ca. 111 m (also höher wie die Münchener Frauentürme) und ein Gesamtgewicht beim start von ca. 2900 t. Das Startschub über einem das fünf Triebwerke ns ersten Stufe schummeln 6,8 MN.

Geschichtliche Anmerkung: folgende es das Sowjetunion in dem Jahre 1957 gelang, das ersten Satelliten (Sputnik) ins All kommen sie schießen und sogar der zuerst Astronaut (Jurij Gagarin 1961) ein Russe war, verkündete präsident J. F. Kennedy innerhalb Jahre 1961 ns ehrgeizige amerikanische Mondprogramm, ca der Welt ns technische exzellent Amerikas zu demonstrieren.


Beschleunigungsphasen bei der Start

*
CC-BY-NC 4.0/Joachim liebe Stiftung/NASA
Abb. 3 das Triebwerksstufen das Saturn V Rakete bei der Apollo Mission1. Phase: das erste Stufe der Saturn-V-Rakete brannte ca. 2,5 Minuten. Inbegriffen wurden etwa 2000 tonnen Treibstoff (Kerosin) verbraucht. In Ende dieser Phase wird das erste stufe abgeworfen, die Rakete hat eine Höhe von etwa 61 kilometer und einer Geschwindigkeit by 8600 km/h erreicht.

2. Phase: in dieser phase wurde ca. 6 Minuten lang Wasserstoff mit Sauerstoff verbrannt. In Ende der 2. Phase wird eine Höhe über 185 km und eine Geschwindigkeit von ca. 25000 km/h erreicht. Sogar die zweite schritt wird abgeworfen.

3. Phase: in dieser ca. 2,5 minuten dauernden phase wird wieder Wasserstoff mit Sauerstoff verbrannt. Ns dritte Raketenstufe, an der das Apollo-Raumschiff sitzt, wille noch nicht abgeworfen.


Verständnisaufgabe

Berechne das Beschleunigung der Saturn-V-Rakete unmittelbar beim Start.


">

Lösung


Der Gesamtschub beträgt ( F_schub, ges = 5 cdot 6,8 cdot 10^6 mN = 34 cdot 10^6 mN )

Zur Berechnung der resultierenden kraft muss einer vom Gesamtschub ns Gewichtskraft das Rakete subtrahieren: ( F_res = F_schub, ges - F_g, rakete )

Berechnung der Beschleunigung:


Berechne ns Geschwindigkeit der Rakete in der Maßeinheit ( mfrackmh) in Ende ns 1. Phase. Nimm dazu an, dass während dieser Phase das Rakete stets eine konstante Beschleunigung von (1,9 , m fracms^2) erfährt.

Vergleiche ns Ergebnis mit kommen sie tatsächlichen Wert von (8600 , mfrac kmh) und gib eine grund für die Abweichung.


">

Lösung


Die Brenndauer beträgt (2,5, mmin = 150, ms). Darunter den vereinfachenden bedingungen gilt dann< v = a cdot ns Rightarrow v = 1,9, mfracms^2 cdot 150, ms = 2,6 cdot 10^2 mfracms = 9,2 cdot 10^2 mfrackmh >Dieser wert für die Geschwindigkeit am Ende der 1. Phase zu sein viel zu klein. Tatsächlich wird die Beschleunigung während der 1. Phase immer größer, da drüben - an etwa gleich Antriebskräften - ns Masse das Rakete da des wegwerfen Treibstoffs by (2900, mt) an (900, mt) abnimmt.


Gib einen grund dafür an, warum in den die meisten Raketen das sogenannte Stufenprinzip angewandt wird. Verständlich wäre aber auch, dass ns Raumschiff zeigen auf ns - deswegen sehr "kräftigen" - stufe sitzt.


">

Lösung


Würde ns Rakete anzeigen eine stufe besitzen, so näme das Treibstoffmasse inzwischen des Beschleunigungsvorgangs vorauszahlung ab, das Masse der großen Treibstofftanks wonne jedoch bestimmt und somit macht stets eine angehörige große masse mitbeschleunigt werden. Bei der Stufen-Prinzip kann die leergebrannte schritt abgesprengt werden. Durch dies verringert sich ns Masse ns "Restrakete" sinnvoll und somit tun können diese "Restrakete" leichter beschleunigt werden.


*
CC-BY-NC / Joachim herz Stiftung / NASA / Quelle: Apollo 8 aufgabe Report
Abb. 4 Beschleunigungsphasen der Apollo 11 MissionNach der Beschleunigungsphase schwenkt die Rakete bei eine Erdumlaufbahn ein. Während ns eineinhalb Erdumrundungen bekomme alle Funktionen des Gefährts überprüft. Zu sein diese in Ordnung, so wird die dritte stufe nochmals für Über fünf minuten gezündet, zu die Fahrt in Richtung Mond gelingt. In Brennschluss das dritten schritt hat ns Raumschiff einer Geschwindigkeit by 39400 km/h. Nach Abkopplung von Raumschiffs über der 3. Schritt wird aus dieser die Mondlandefähre gezeichnet und ns 3. Stufe oben einen andere Kurs geschickt.

Nachdem das drei Astronauten Armstrong, Aldrin und Collins ca. 76 Stunden an dem Weg zu Mond unterwegs waren, zündeten sie die Bremsraketen, damit das Raumschiff an eine Mondbahn einschwenken konnte, das Entfernung von Erde betrug ca. 390000 km. Nach 13 Mondumkreisungen trennte sich die Mondlandefähre, bei der sich Armstrong und Aldrin befanden, stammen aus Raumschiff, an dem Collins verblieb. Es gestartet der abenteuerliche Abstieg von Mondoberfläche, das etwa nr 3 Stunden dauerte.

Als zuerst entsteigt Armstrong der Landefähre und spricht die berühmt Worte: "That"s one small step zum a man ... One gigantic leap zum mankind" (Es ist einer kleiner schritt für das Menschen, einen gewaltiger dance für ns Menschheit).

Die Astronauten sammeln Mondgestein ein, brachte verschiedenes Gerät in die Mondoberfläche und starten nach ns Aufenthalt von ca. 22 Stunden oben dem Mond zurück damit Mutterschiff, ns mit Collins das Mond umkreist. Nach dem Umstieg bei die Kommandokapsel wird die Mondfähre abgesprengt und durch Zünden über Triebwerken ns Rückflug zur erde angetreten.

Nach insgesamt ca. 194 Flugstunden setzen ns Astronauten mit das mit einem Hitzeschild versehenen Kommandokapsel zur landeten an. Alles arbeitet planmäßig. In drei Fallschirmen hängend, schwebt die Kapsel auf die Meeresoberfläche kommen sie und setzt wohlbehalten auf.

Der Apollo-11-Mission folgten bis zum jahre 1972 still sechs weiter Apollo-Missionen zum Mond. Besteht aus wurden Äußerst viele wissenschaftliche antragszahlen zusammengetragen. In dem Jahre 1973 erfolgte ns letzte anfang einer Saturn-V-Rakete. Sie hatte die Aufgabe, ns Weltraumlabor (Skylab) in eine Erdumlaufbahn kommen sie bringen.

In der Folgezeit gedreht sich die Raumfahrt von den pole teuren bemannten Mondmissionen abdominal und konzentrierte sich in die Erforschung das Erde durch Satelliten. Eine gehaltserhöhung bekommen spielen auch privatwirtschaftliche Interessen in der Raumfahrt (z.B. Satelliten für die Nachrichtenübertragung oder für GPS) eine Rolle. Ca die Kosten kommen sie senken, entwickelten Amerika ein damit großen Teil sonstiges verwendbares Gefährt, ns Space Shuttle. Allerdings traten bei den letzen Jahren innerhalb Space-Shuttle-Programm wesentlich technische probleme auf, deswegen dass das inzwischen eingestellt wurde.

Aufgrund der wirtschaftlichen und militärischen Bedeutung das Raumfahrt verstehen auch in Europa Trägerraketen entwickelt. Ns Ariane-Programm ist inzwischen sehr erfolgreich. Die folgende Tabelle gibt einer kleinen vergleichen von bekanntschaft Trägersystemen.

Raketen im Vergleich / * ns Nutzlast bezieht sich sich für den Abschuss in eine Erdumlaufbahn. Für ns Erreichen ns Mondumlaufbahn ist z.B. Bei der Saturn V die Nutzlast nur 43 t. Saturn VSojusSpace ShuttleAriane 4Ariane 5HöheStartgewichtNutzlast *StufenzahlSchub
110,6 m49,3 m56,0 m58,4 m53,9 m
2 900 t310 t2 000 t418 t746 t
133 t7 t29,5 t4,2 t6 t
33333
34 MN4 MN29 MN5,4 MN14 MN

 


Funkverkehr während das Mondlandung

Der folgende ausschnitt des Protokoll der Landung auf dem Mond wurde der Internetseite das NASA entnommen und oben die rein Unterhaltung der Astronauten und der Bodenstation während das ersten 20 Minuten ns Ausstiegs gekürzt.

109:22:28 Aldrin: Okay. Wollen you verify the position - die opening - i ought to have on ns (16 mm, one frame von second, movie) camera?

109:22:34 McCandless: stand by. (Long Pause)

109:22:48 McCandless: Okay. Neil, we can see freundin (on die TV) comes down die ladder now. (Pause)

109:22:59 Armstrong: Okay. Ich just checked getting rückseitig up to that first step, Buzz. It"s...The strut isn"t collapsed auch far, yet it"s adequate to get back up.

109:23:10 McCandless: Roger. We copy.

109:23:11 Armstrong: bring away a nice good wenig jump (to get back up zu the zuerst rung). (Pause)

109:23:25 McCandless: Buzz, this zu sein Houston. F/2 (and)...

109:23:28 Armstrong: Okay, I"m hinweisen the...(Listens)

109:23:29 McCandless: ...1/160th second zum shadow photography on ns sequence camera.

109:23:35 Aldrin: Okay.

109:23:38 Armstrong: I"m hinweisen the fuß of ns ladder. Die LM footpads are just depressed bei the surface around 1 or 2 inches, although die surface appears kommen sie be very, very fine grained, as freundin get close to it. It"s practically like a powder. (The) ground mass ist very fine. (Pause)

109:24:13 Armstrong: I"m going to step off ns LM now. (Long Pause)

109:24:48 Armstrong: That"s one klein step zum (a) man; one huge leap weil das mankind. (Long Pause)

109:25:08 Armstrong: (Garbled) ns surface ist fine and powdery. I kann sein kick it trost loosely through my toe. It does adhere an fine layers, prefer powdered charcoal, to die sole und sides of my boots. Ich only go bei a small fraction of bei inch, maybe in eighth of in inch, yet I can see die footprints of my boots und the treads bei the fine, sandy particles.

109:25:30 McCandless: Neil, this is Houston. We"re copying. (Long Pause)

 109:25:45 Armstrong: there seems kommen sie be no difficulty in moving approximately as we suspected. It"s also perhaps simpler than ns simulations of one-sixth g that we performed bei the assorted simulations on ns ground. It"s for sure no trouble zu walk around. (Pause) Okay. Die descent engine did not leave a crater von any size. That has around 1 fuß clearance on the ground. We"re basically on a very level place here. I tun können see part evidence von rays create from the descent engine, however a an extremely insignificant amount. (Pause)

109:26:54 Armstrong: Okay, Buzz, we ready zu bring down ns (70 mm Hasselblad) camera?

 109:26:59 Aldrin: I"m every ready. Ich think it"s been all squared far and an good shape.

109:27:03 Armstrong: Okay.

109:27:05 Aldrin: Okay. You"ll schutz to pay out all ns LEC. It looks like it"s coming out nice und evenly.

109:27:13 Armstrong: Okay. It"s fairly dark here bei the shadow and a wenig hard zum me to see that I schutz good footing. I"ll arbeiten my means over into the sunlight below without looking straight into ns Sun.

109:27:28 Aldrin: Okay. It"s straff now. (Long Pause)

109:27:51 Aldrin: Okay. I think you"re pulling die wrong one.

109:27:55 Armstrong: I"m just...Okay. I"m ready zu pull it under now. There was blieb a little bit left bei the (bag)...

109:28:01 Aldrin: Okay. Don"t host it quite deshalb tight. Okay? (Garbled) (Pause)

109:28:17 Armstrong: Looking nach oben at ns LM, I"m stand directly bei the shadow now looking hoch at Buzz bei the window. And I kann see every little thing quite clearly. Die light ist sufficiently bright, backlighted into the front of the LM, the everything zu sein very plainly visible. (Long Pause)

109:28:55 Aldrin: Okay. I"m going kommen sie be changing ns (garbled, probably die sequence camera film magazine).

Mehr sehen: Liest Jemand Deine Whatsapp Von Anderen Personen Lesen Können

109:28:58 Armstrong: Okay.

109:30:23 Armstrong: ns (70mm) camera is installed on ns RCU bracket. (Pause) und I"m storing die LEC on the secondary strut.

109:30:53 Armstrong: I"ll step out und take some von my erste pictures here.

109:31:05 McCandless: Roger. Neil, we"re reading sie loud und clear. We see you gaining some pictures und the contingency sample.

109:32:19 McCandless: Neil, this is Houston. Did sie copy about the contingency sample? Over.

109:32:26 Armstrong: Roger. I"m going kommen sie get zu that just as shortly as i finish these...(this) picture series. (Long Pause)

109:33:25 Aldrin: Okay. Going to get the contingency sample there, Neil?

109:33:27 Armstrong: Right.

109:33:30 Aldrin: Okay. That"s good. (Long Pause) (Providing some commentary as he city hall Neil out die window) Okay. The contingency sample zu sein down (that is, Neil has the sampler assembled) and it"s (garbled).

109:34:09 Aldrin: aussehen like it"s a wenig difficult zu dig through the anfangsverdacht crust...

109:34:12 Armstrong: This zu sein very interesting. It"s a really soft surface, yet here und there where i plug with the contingency sample collector, i run right into a an extremely hard surface. Yet it appears zu be a an extremely cohesive inhaltsstoff of die same sort. I"ll try kommen sie get a rock bei here. Nur a couple. (Pause)

109:34:54 Aldrin: That aussehen beautiful from here, Neil.

109:34:56 Armstrong: It has actually a stark beauty all its own. It"s like viel of the high desert des the blume States. It"s different, however it"s very pretty out here. It is in advised that a last of die rock samples out here - die hard absent samples - have what appear zu be vesicles an the surface. Also, I am looking hinweisen one jetzt that appears to oase some sort of phenocrysts.

109:35:30 McCandless: Houston. Roger. Out. (Pause)

109:35:43 Aldrin: Okay. The handhaben is off ns (garbled) it pushes an about, oh, 6 or 8 inch into the surface. Aussehen like it"s rather easy kommen sie (garbled)...

109:35:56 Armstrong: Yes, the is. I"m sure ich could push it bei farther, however it"s hard zum me kommen sie bend down further than that. (Pause)

109:36:07 Aldrin: Didn"t know you could throw so far.

109:36:08 Armstrong: (Chuckling) You can really throw sachen a long way up here! (Long Pause)

109:36:33 Armstrong: (Is) mine (thigh) bag open, Buzz?

109:36:35 Aldrin: Yes, that is. The (the top flap)"s notfall up against your fit though. Fight it zurück once more. More toward die inside. Okay. That"s good. (Pause)

109:36:47 Armstrong: That bei the pocket?

109:36:52 Aldrin: Yeah. Press down. Gott it? No. It"s notfall all die way in. Press it. (Pause) There sie go. (Pause)

109:37:xx Armstrong: Contingency sample is in the pocket. Mine oxygen zu sein 81 percent. I oase no flags, and I"m an minimum (feedwater) flow.

109:37:22 McCandless: This ist Houston. Roger, Neil. (Long Pause)

109:37:40 Aldrin: Okay. I got the (16mm) camera on at one structure a second.

109:37:44 Armstrong: Okay. (Pause)

109:37:52 Aldrin: and I"ve gott the 80 percent (oxygen), no flags. (Pause)

109:38:00 Armstrong: Are freundin getting a TV foto now, Houston?

109:38:05 McCandless: Neil, yes us are gaining a TV picture. (Long Pause) Neil, this ist Houston. We"re acquiring a picture. You"re not an it at die present time. We tun können see ns bag on the LEC being moved über Buzz(as he gets in position zu egress), though. Here you (meaning Neil) come into our field-of-view.

109:38:36 Armstrong: (To Buzz) hold it a sec(ond). First, let me relocate that (LEC line) over ns edge (of the porch) zum you.

109:38:41 Aldrin: Okay. Are sie ready zum me to come out?

109:38:42 Armstrong: Yeah. Just standby a second. I"ll move this (LEC) over ns handrail. (Long Pause) Okay.

109:39:07 Aldrin: every right. That"s got it. Are you ready?

109:39:11 Armstrong: every set. Okay. Sie saw what difficulties ich was having. I"ll try kommen sie watch her PLSS from under here.

109:39:43 Aldrin: all right; the back-up camera"s positioned. (Pause)

109:39:57 Armstrong: Okay. Your PLSS looks like it ist clearing okay. Her toes are around to kommen sie over die sill. Okay. (Pause) now drop her PLSS down. There you go; you"re clear. And laterally you"re good. You"ve got bei inch clearance ~ above top of your PLSS.

109:40:18 Aldrin: Okay. You need a little bit des arching of the back to kommen sie down. (Garbled) How far are my feet from the edge?

109:40:27 Armstrong: Okay. You"re appropriate at die edge von the porch.

109:40:30 Aldrin: Okay. Back in (garbled) (Pause) jetzt a little of fuß movement (garbled) porch. Little arching von the back. Helmet comes up und clears the bulkhead without any type of trouble at all.

109:40:48 Armstrong: looks good. (Long Pause)

109:41:08 McCandless: Neil, this is Houston. Based upon your camera lieferung with die LEC, do you foresee any kind of difficulties in SRC transfer? Over.

109:41:18 Armstrong: Negative. (Pause)

109:41:28 Aldrin: Okay. Now ich want to zurück up and partially close the hatch. (Long Pause) making sure notfall to lock it on my way out.

109:41:53 Armstrong: (Laughs) A particularly an excellent thought.

109:41:56 Aldrin: That"s our home weil das the next couple of hours und we want to take an excellent care des it. (Pause) Okay. I"m on die top step and I kann sein look under over ns RCU and (garbled) landing gear pads. It"s a an extremely simple matt to hop down from one action to ns next.

109:42:18 Armstrong: Yes. I found ich could be an extremely comfortable, and walking is deshalb very comfortable. (Pause)

109:42:28 Armstrong: You"ve got three more steps und then a lang one.

109:42:42 Aldrin: Okay. I"m going kommen sie leave the one foot up there and both hand down to about the fourth rung up.

109:42:50 Armstrong: There freundin go.

109:42:53 Aldrin: Okay. Now ich think I"ll do the same (garbled) (Pause)

109:43:01 Armstrong: A little more. About another inch. (Pause)

109:43:06 Armstrong: There, you"ve got it.

109:43:08 Aldrin: That"s a good (last) step.

109:43:10 Armstrong: Yeah. About a 3-footer. (Pause)

09:43:16 Aldrin: Beautiful view!

109:43:18 Armstrong: Isn"t the something! Magnificent vision out here.

109:43:24 Aldrin: magnificent desolation. (Long Pause)

09:43:47 Aldrin: (Right hand ausblüten on die ladder) aussehen like the secondary strut had a wenig thermal impacts on it appropriate here, Neil.

109:43:54 Armstrong: Yes. Ich noticed that. The seems to be the worst, although comparable effects are all around.

109:44:07 Aldrin: (Garbled) very fine powder, isn"t it?

109:44:09 Armstrong: Isn"t that fine?

109:44:11 Aldrin: Right in this area i don"t think there"s much of any (garbled) well powder part (garbled) clods together, und it"s hard zu tell even if it is it"s a clod or a rock.

Mehr sehen: Welche Programme Auf Ssd Installieren, The Ultimate Guide To Proper Ssd Management

109:44:23 Armstrong: notification how you kann kick that out.

109:44:28 Aldrin: Yeah. And it bounces und then (garbled) (Pause) reaching down ist fairly easy. (Garbled) obtain my fit dirty at this stage. (Pause)