A holdkomp hogyan működik?

A Hold tömege, és gravitációja sokkal kisebb, így sokkal kevesebb hajtóanyag is elegendő. A holdkomp lényegében egy kisebb kétfokozatú rakéta volt, aminek a tetejére bittyesztettek egy kabint, meg raktak rá lábakat. Az alsó fokozat (ami a leszállást végezte) 8,2 tonna, a felső (felszálást végző) fokozat 2,35 tonna üzemanyagot vitt magával. Ehhez képest a teljes holdkomp tömege volt kb. 15-16 tonna.

[link]

Az alacsony Hold körüli pályáról a felszínre való leszálláshoz kb. 1,9 km/s sebességváltozás kell (beleértve a puha leereszkedést is), a felszálláshoz nyilván ugyanennyi. Az alacsony föld körüli pályán ehhez képest kb. 8 km/s sebességgel mozognak a műholdak, űrhajók, és ehhez jön még a felemelkedés és a légellenállás legyőzése. Így összesen kb. 9,3-10 km/s sebességváltozásnak megfelelő energia kell az alacsony Föld körüli pályára álláshoz (magasabb pályához meg még több). Szóval azért jóval több energia kell a Föld esetében.

[link]

Két kiegészítés az első válaszhoz: egyrészt a Holdra úthoz elég túljutni a Föld–Hold rendszer „egyensúlyi pontján” (tehát a ponton, amiben a Hold és a Föld gravitációs ereje meg a tehetetlenség kiegyenlíti egymást, ez gyanús, hogy nem egyezik a hagyományos értelemben vett súlyponttal, de most nincs kedvem kikeresni a pontos megnevezést), mert onnan már a Hold felé kezdünk esni. Hasonlóan a visszaúton is elég annyi energia, ami odáig elvisz, és mivel ez a pont közelebb van a Holdhoz, ez okoz egy nagy aszimmetriát. Ez egy elég személetes ábra a dologról: [link] xkcd.com/681_large/

Másrészt még a Holdnak nincs légköre, így odafelé a lassításhoz is üzemanyag kell, eközben a visszaúton a lassítást tudja segíteni a levegő, tehát arra sem kell már üzemanyag.

Harmadrészt pedig így, hogy visszafele kevesebb üzemanyag kell, kisebb tömeget kell gyorsítani, tehát az is magyarázza a jóval kisebb holdkompot, hogy annak már nem kell cipelnie az üzemanyagot. Lásd még Ciolkovszkij rakétaegyenletét. (És akkor ugye még azt is használták, hogy nem az egész űrhajó szállt le, hanem csak a komp, így a visszaúthoz szükséges üzemanyag egy része a keringő egységben maradt. Erre is utal ugye az első válaszadó.)

Szóval nem csak az van, hogy a Hold gravitációja kisebb mint a Földé, ez is számít, de jóval kevesebbet, mint az, hogy visszafelé csak a maradék üzemanyagot kell cipelni, és hogy visszafelé már a Föld tere is segít.

Pár megjegyzés a második válaszhoz.

"Két kiegészítés az első válaszhoz: egyrészt a Holdra úthoz elég túljutni a Föld–Hold rendszer „egyensúlyi pontján”"

Sem a Holdig való gyorsításhoz, sem a visszaúthoz nem a holdkomp biztosította az Apollo programban az energiát. Az odaúthoz a gyorsítást a Saturn V rakéta utolsó fokozata végezte, a visszaútét pedig az Apollo űrhajó a saját hajtóművével és üzemanyagával. (Az tényleg igaz, hogy visszafele kevesebb energia is elég, mert hogy írod, ott a Földnél a lassítást a légkör segítségével végezték.)

"Másrészt még a Holdnak nincs légköre, így odafelé a lassításhoz is üzemanyag kell"

Ezt is az Apollo saját hajtóművével és üzemanyagával végezték.

"Harmadrészt pedig így, hogy visszafele kevesebb üzemanyag kell, kisebb tömeget kell gyorsítani, tehát az is magyarázza a jóval kisebb holdkompot, hogy annak már nem kell cipelnie az üzemanyagot. "

Az alapelv igaz, de ahogy írtam, a visszautat nem a holdkomppal csinálták. A holdkomp első fokozata a Hold felszínén, a második Hold körüli pályán maradt.

#5

"Gondolom az anyaűrhajónak a szinkronkeringésig kellett lassulnia, hogy a kompnak csak a le és felszállással kelljen törődnie."

Ha arra gondolsz, hogy az Apollo űrhajó olyan pályán várta volna a holdkompot, ahol a keringési ideje megegyezik a Hold tengelyforgási idejével, akkor nem így van. Ez egyrészt jóval több energiát igényelt volna, másrészt nagyon távoli pályáról lenne szó, nem is hiszem hogy stabil lenne.

A holdkomp maga lassult le a pályamenti sebességről, és aztán maga is gyorsult oda vissza.