Cesta človeka na Mesiac

28. júl. 2018 • Fyzikálne vedy

Cesta človeka na Mesiac

V roku 1865 slávny francúzsky spisovateľ Jules Verne, autor veľkého počtu románov pre mládež, vo svojej knihe Cesta na Mesiac popísal cestu troch pozemšťanov, ktorí sa nechali vystreliť na Mesiac v delovom náboji. Táto utópia sa stala skutočnosťou až o 104 rokov v roku 1969, avšak nie využitím delového projektilu, ale využitím modernej raketovej techniky.

Oblasti ľudskej činnosti, ktorá je spojená s raketovými letmi mimo Zeme, hovoríme kozmonautika. Práve touto témou sa v rámci prednášky Cesta človeka na Mesiac zaoberali účastníci podujatia Žilinská detská univerzita. Organizovala ho Žilinská univerzita v Žiline (UNIZA) vo svojich priestoroch v termíne 9. – 13. júla 2018. Jej cieľom bolo vzbudiť zvedavosť a záujem detí o objavovanie sveta okolo nich. Štrnásty ročník populárnej Žilinskej detskej univerzity navštívilo 138 detí (77 detí v kurze bakalárik a 61 v kurze inžinierik).

Dozvedeli sa, že prvú umelú družicu Zeme Sputnik 1 vypustil na obežnú dráhu okolo Zeme bývalý Sovietsky Zväz 4. 10. 1957. Prvú družicu s ľudskou posádkou – Jurijom Gagarinom 12. 4. 1961 na obežnú dráhu tiež vypustil Sovietsky zväz. Tieto významné úspechy sovietskej kozmonautiky podnietili Spojené štáty americké k zvýšenému úsiliu v tejto oblasti. 20. júla 1969 na Mesiaci pristáli prvýkrát ľudia. Boli to dvaja americkí astronauti Neil Alden Armstrong a Edwin Eugene Aldrin, ktorí v lunárnom module kozmickej lode APOLLO pristáli na povrchu Mesiaca. Tretí kozmonaut Michael Collins vo veliteľskom module, ktorý sa nazýval Columbia, zatiaľ obiehal na obežnej dráhe okolo Mesiaca.

Ako ďalej odznelo v prednáške doc. Ing. Júliusa Štelinu, CSc., výprave na Mesiac predchádzali dva kozmické programy. Bol to program Lunar orbiter, realizovaný piatimi automatickými sondami, ktoré boli postupne vyslané zo Zeme k Mesiacu, aby z obežnej dráhy okolo Mesiaca získali podrobné snímky povrchu Mesiaca, na základe ktorých boli vyhotovené mapy. Podľa nich bolo možné vybrať miesto pristátia prvých ľudí. Tento program bol realizovaný v rokoch 1966 – 1967.

Druhým programom bol program Surveyor, realizovaný siedmymi automatickými sondami, ktoré mäkko pristáli na Mesiaci. Vyslali na Zem snímky z miesta ich pristátia. Tiež automaticky urobili rozbor mesačných hornín a vyslali získané informácie na Zem. Bolo to v období od 30. 5. 1966 – 7. 1. 1968.

Na tieto dva programy nadväzoval samotný program Apollo, ktorý umožnil pristátie prvých ľudí na Mesiaci. Názov projektu Apollo vznikol podľa gréckeho a rímskeho vládcu Slnka – Apolóna. Kozmická loď Apollo sa skladala z troch častí: veliteľského modulu, servisného (obslužného) a mesačného modulu.

Saturn 5

Veliteľský modul bol jedinou časťou, ktorá sa vracala z vesmíru na Zem. Mala tvar kužeľa o výške 3,5 m a maximálny priemer 3,9 m. Hmotnosť tejto časti lode bola 5560 kg (5,5 tony), asi ako hmotnosť stredne veľkého nákladného auta. Veliteľský modul bol hlavným ochrancom astronautov.

Servisný modul sa nachádzal hneď za veliteľským modulom. Mal tvar valca. Boli v ňom umiestnené nádrže na palivo a okysličovadlo (vo vesmíre nie je kyslík a bez neho palivo nemôže horieť), batérie, elektroinštalácia, ale hlavnou zložkou tejto časti lode Apollo bol raketový motor, pomocou ktorého sa kozmická loď dostávala na obežnú dráhu okolo Mesiaca a z obežnej dráhy naspäť k Zemi.

Mesačný modul (tiež lunárny) bol treťou časťou kozmickej lode Apollo. Mal zabudovaný vlastný počítač, ktorý pomocou naprogramovaných a vstupných údajov riadil všetky manévre. Jeho hlavnou úlohou bolo dopraviť dvoch astronautov na mesačný povrch. V skutočnosti išlo o dvojstupňovú raketu s kabínou, pričom prvý stupeň zabezpečoval zníženie obežnej rýchlosti okolo Mesiaca a mäkké pristátie na Mesiaci. Druhý stupeň slúžil na odpútanie sa kabíny lunárneho modulu od pristávacej časti a dosiahnutie obežnej dráhy okolo Mesiaca. Táto časť sa potom spojila s veliteľským modulom, v ktorej ich očakával tretí astronaut.

Na to, aby bolo možné dopraviť na Mesiac kozmickú loď s tromi astronautmi na palube a zaistiť ich návrat na Zem, bolo treba skonštruovať nosnú trojstupňovú raketu. Jej názov bol Saturn 5.

Prvý stupeň bol vybavený piatimi raketovými motormi. Nádrž tohto stupňa bola naplnená palivom – kerozínom (letecký benzín). Ako okysličovadlo bol použitý kvapalný kyslík. Tento stupeň pracoval 2,5 minúty a raketa za túto dobu dosiahla výšku 54 km.

Druhý stupeň nosnej rakety mal tiež päť raketových motorov. Palivom bol kvapalný vodík a ako okysličovadlo slúžil tekutý kyslík. Raketa s ním dosiahla výšku 150 km a rýchlosť 22 400 km/h. Doba behu motorov do spotrebovania paliva trvala 6 minút. Tretí stupeň bol vybavený jedným raketovým motorom pracujúcim s kvapalným vodíkom a kvapalným kyslíkom. Umožnil udeliť kozmickej lodi takú rýchlosť, aby sa dostala k Mesiacu.

Celková výška celého komplexu, vrátane kozmickej lode Apollo a záchrannej vežičky bola 111 m. Celková hmotnosť pred štartom bola skoro 300 ton (294 020 kg).

Pred pristátím prvých astronautov na Mesiaci bolo treba najprv urobiť celý rad prípravných letov celého komplexu kozmickej lode Apollo spolu s nosnou raketou na obežnej dráhe okolo Zeme a potom v blízkosti Mesiaca. Uveďme aspoň tie najvýznamnejšie.

Apollo 1 bolo testované na Zemi 21. 1. 1967. V kabíne vznikol požiar, pri ktorom zahynuli traja astronauti (Grissom, White, Chaffee).
Dňa 21. 12. 1968 traja astrounauti Borman, Lovell a Anders obleteli Mesiac vo výške 112 km až 313 km a tiež po približne kruhovej dráhe vo výške 111 km až 112 km. Bolo to Apollo 8. Astronauti boli prví ľudia, ktorí mali možnosť na vlastné oči vidieť odvrátenú stranu Mesiaca.
Apollo 10 letelo 18. 5. 1969. Astronauti Stafford, Young, Cernan (pôvodom z Kysúc) vyskúšali loď, odpojili mesačný modul, priblížili sa s ním k mesačnému povrchu na vzdialenosť 7 km a znovu sa spojili na parkovacej dráhe s veliteľskou sekciou. Apollo 10 obletelo Mesiac 31-krát.

Apollo 11 štartovalo 16. júla 1969 o 14 hodine a 32 minúte stredoeurópskeho času (SEČ) s tromi astronautmi Armstrongom, Aldrinom a Collinsom. Spolu s tretím stupňom sa kozmická loď dostala na obežnú dráhu okolo Zeme vo výške 190 km. Po opätovnom zapálení tretieho stupňa (pracoval cca 350 s) sa kozmická loď a tretí stupeň dostali na translunárnu dráhu k Mesiacu. K Mesiacu sa priblížili 19. júla 1969. Po vykonaní potrebných manévrov, kozmická loď obiehala okolo Mesiaca vo výške približne 100 km. Mesačný modul s astronautmi Armstrongom a Aldrinom sa odpojil od veliteľského modulu. Veliteľský modul s astronautom Collinsom naďalej obiehal okolo Mesiaca.

20. júla 1969 o 21. hodine a 17. minúte mesačný modul pristál na Mesiaci. 21. júla 1969 o 3. hodine 56. minúte a 21. sekunde sa noha Armstronga po prvýkrát v histórii ľudstva dotkla iného nebeského telesa – Mesiaca. Po Armstrongovi vystúpil z mesačného modulu astronaut Aldrin. Počas svojho pobytu na Mesiaci astronauti robili predpísané úkony. Umiestnili na povrchu Mesiaca laserový kútový odrážač svetla (pomocou neho je možné merať vzdialenosť Zem – Mesiac s presnosťou na cm). Tiež umiestnili špeciálny seizmograf, prístroj, ktorý registruje prípadné otrasy na povrchu Mesiaca (prírodného alebo umelého pôvodu). Nazbierali 21,75 kg vzoriek mesačných hornín a približne po dvoch hodinách sa ich prechádzka po Mesiaci skončila.

O 18. hodine 54. minúte návratová časť lunárneho modulu opustila Mesiac a o 21. hodine 35. minúte sa lunárny modul spojil s veliteľskou sekciou Columbia. 22. júla 1969 o 5. hodine 57. minúte Collins zapálil na 148 sekúnd hlavný motor kozmickej lode, a tým jej udelil rýchlosť, ktorá ich naviedla na dráhu k Zemi.

24. júla 1969 o 17. hodine a 20. minúte astronauti oddelili od kozmickej lode už nepotrebný servisný modul. Kozmická loď potom letela k Zemi natočená tak, aby tepelný štít smeroval dopredu, pretože pri brzdení trením o vzduch by sa nechránená konštrukcia vesmírnej lode zničila. O 17. hodine 44. minúte boli vo výške 7 km z kozmickej lode pyrotechnickým spôsobom vystrelené tri padáky, každý o priemere 25 m a na nich sa kozmická loď zniesla rýchlosťou 9 m/s na hladinu Tichého oceánu. Let astronautov spolu s pobytom na Mesiaci trval 195 hodín 17 minút a 54 sekúnd (8,125 dňa). Vrtuľník potom astronautov priviezol na lietadlovú loď Hornet. Tak sa skončila prvá cesta ľudí na Mesiac.

Túto cestu umožnila technológia 60-tych rokov minulého storočia, ktorej základom bola matematika, fyzika, chémia a astronómia a technické odbory ako elektrotechnika, elektronika, strojárenstvo, stavebníctvo a podobne. 

To všetko odznelo v rámci prednášky Cesta človeka na Mesiac, konajúcej sa počas podujatia Žilinská detská univerzita (ŽDU).

*********************************************

Podujatie Žilinská detská univerzita (ŽDU) organizuje Elektrotechnická fakulta Žilinskej univerzity v Žiline (UNIZA) už od roku 2005, pričom každoročne nadväzuje na výnimočnú aktivitu v oblasti propagácie vedy a techniky v spoločnosti medzi najmladšími žiakmi základných škôl. ŽDU je založená na popularizácii prírodovedných a technických predmetov, hre, interaktivite a tvorivosti, takže základ ostáva rovnaký – pre kurz bakalárik vysvetľovanie prírodných zákonov, jednoduchých princípov a pre kurz inžinierik – aplikácia zákonov do praxe. „UNIZA sa rada aj týmto spôsobom otvára verejnosti. Snažíme sa pritiahnuť deti už od ranného veku k vede a technike, aby v nej objavili krásu a zmysel a mohli ju raz študovať,“ vyjadril sa prof. Ing. Jozef Jandačka, PhD., rektor UNIZA.

 

Zdroj informácií a fotografií:

https://zdu.uniza.sk/prednasky

Spracovala: Slávka Cigáňová (Habrmanová), NCP VaT pri CVTI SR

Uverejnila: VČ

Hore
Publikácie Veda v CENTRE
Aurelium - centrum vedy
CVTI SR 80. výročie
QUARK
Prechod VK na VND - jeseň
TVT 2018
kúpa časopisov jún 2016
Atmosféra počas TVT 2017
TVT 2017 články
TAG História
TAG Rozhovor
TAG Publikácia
TAG Zaujímavosti vo vede
TAG Centrum vedy
TAG Mládež
TAG QUARK
TAG Ženy vo vede
TAG Spektrum vedy
TAG Slovenská veda
banner záhrady
Zaujímavosti vo vede
Počas 2. sv. vojny používali Nemci na šifrovanie informácií šifrovací stroj Enigma a Japonci Purple.
Zistite viac