Wie einfach ist es, vom Mond abzuheben?

Ich frage mich, wie einfach es für die Astronauten war, mit ihrem Landungsboot vom Mond abzuheben. Mir ist klar, dass es dort keine Atmosphäre gibt und dass die Schwerkraft etwa ein Sechstel der Erdanziehungskraft beträgt - aber dennoch scheint dieser spezielle Teil einer "Mondreise" nach dem, was ich weiß, nie besonders problematisch zu sein. Kann jemand erklären, warum das so ist?

Etwas einfach oder schwierig zu nennen, basiert in erster Linie auf Meinungen und ist schwer zu quantifizieren.
Ich denke, das ist beantwortbar, es geht wirklich um die Raketengleichung.
Es steht eine gute Bearbeitung aus (danke an @JanDoggen), die auf eine weitere Annahme wartet. Damit sieht die Frage besser aus, also habe ich meine enge Abstimmung vorweggenommen.
Die Schwerkraft des Mondes beträgt 1/6 der Erdanziehungskraft. Aber die Raketengleichung ist exponentiell, also braucht man, um vom Mond zur Erde zu entkommen, nicht 1/6 Masse Treibmittel, um von der Erde zu entkommen, man braucht viel weniger.
Ich denke, Sie müssen erweitern, was Sie mit "einfach" und "mühsam" meinen. Wenn es nur um die benötigte Treibstoffmenge geht, liefert die Raketengleichung die Antwort. Oder nur die Aufstiegsstufe des Landers im Auge behalten: offensichtlich nicht viel Platz für Treibstoff. OTOH, wenn du die Astronauten meinst, die da sitzen und sich fragen, ob das Ding losgeht... Tja, das würde mich etwas beunruhigen :-)
Ich habe jetzt keine Zeit, meine eigene zu schreiben, aber eine Antwort, die erwähnt, dass die Mondaufstiegsmotoren eher druckgespeist als pumpengespeist waren, dh auf Zuverlässigkeit über Leistung ausgelegt waren, würde wahrscheinlich hier passen

Antworten (1)

Die Menge an Delta-V, die benötigt wird, um vom Mond in die niedrige Mondumlaufbahn zu gelangen, beträgt nur 1,87 km/s oder etwa 1/5 der Menge, die benötigt wird, um von der Erde zum LEO zu gelangen. Diese Menge ist leicht erreichbar, selbst wenn Ihr Aufstiegsfahrzeug einen hohen Nutzlastanteil hat (dh nur ein kleiner Teil Ihres Fahrzeugs ist Kraftstoff). Andere Abschnitte einer Erde-zu-Mond-und-zurück-Mission erfordern viel mehr Delta-V.

Dies bedeutete auch, dass der Aufstiegsmotor auf Einfachheit und Zuverlässigkeit statt auf ultimative Leistung ausgelegt werden konnte. Es wurden hypergolische Treibmittel verwendet, sodass kein Zündsystem erforderlich war. Es wurde druckgespeist, es gab also keine Turbopumpen. Alles, was Sie tun mussten, war, zwei Ventile zu öffnen, und der Motor würde laufen.

Was auch geholfen hat, war die Lunar Orbit Rendezvous- Technik: Die Mondaufstiegsstufe hat keine andere Aufgabe, als zwei Astronauten und ihre Fracht in die Mondumlaufbahn zu bringen, also kann sie klein und leicht sein.

Im ursprünglichen Missionskonzept sollte das Erdwiedereintrittsmodul auch für die Mondlandung genutzt werden. Dies bedeutete die Landung eines viel schwereren Moduls auf dem Mond. Es bedeutete auch, dass dieses schwere Modul nicht nur in eine niedrige Mondumlaufbahn, sondern auf einer Fluchtbahn des Mondes zur Erde wieder abheben musste. Dieses Konzept wäre für die Saturn V zu schwer gewesen und hätte eine viel größere Rakete benötigt.

Im Vergleich dazu erfordert der Weg von der Erdoberfläche zu LEO einen Aufwand von etwa 9,4 km/s an ∆v.
Um dies ins rechte Licht zu rücken, hat der Falcon 9 einen Treibmittelmassenanteil von etwa 0,966 , oder 96,6 % seines Gewichts sind Treibstoff. Wenn Sie nur ~2km/s benötigen, liegt Ihr Massenanteil bei etwa 0,45 (45%) an einem Merlin D Vacuum.
Gab es irgendetwas, das die Vakuumraketentriebwerke der Abstiegs- und Aufstiegsstufe besonders einfach zu konstruieren und zu bauen machte? Wenn man bedenkt, dass alle beim ersten Mal einwandfrei funktionierten.
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