För att använda metoden för direkt stigning för att landa på månen, det är där hela fordonet sjunker ner och lämnar månen, skulle du behöva en raket i storleksordningen större än Saturnus V , inte bara lite större.

Här är en tidig jämförelse som NASA gjorde innan de bestämde sig för att använda Lunar Orbit Rendezvous:

C1 blev Saturn I, C-5 blev Saturn V, Nova kom aldrig av ritbordet eftersom det skulle bli väldigt dyrt och svårt att bygga med tanke på att med LOR kunde du göra det för mycket mindre.

Här är en bra artikel om Nova-raketens historia. Här är ett utdrag:

Nova var NASA: s ultimata skjutfordon, studerat noggrant från 1959 till 1962. Ursprungligen tänkt för att tillåta en direkt bemannad landning på månen, i sin slutliga iteration var det att sätta en miljon -pound nyttolast i låg jordbana för att stödja bemannade Mars-expeditioner. Det övergavs i NASAs avancerade uppdragsplanering därefter till förmån för tillväxtversioner av Saturn V.

När tiden gick växte raketen och växte och växte tills den var ett riktigt monster! Se några av koncepten i bilden nedan, de gör Saturnus V litet i jämförelse.

I grund och botten dog programmet eftersom det inte behövdes, det fanns ingen plan för ett bemannat uppdrag till Mars, vilket var använd endast fall för det.

Under den tidiga delen av Apollo-programmet gynnades "direkt stigning" -läget och Lunar-bana-möte (LOR) ansågs alldeles för komplicerat. Faktum är att specifikationerna för Apollo-servicemodulen bestämdes av den direkta uppstigningsplanen: SPS-motorn är dimensionerad för att lyfta från månen, och bränsletanken är tillräcklig för månuppstigning och återgång till jorden.

Nova-raketen som behövs för direkt stigning skulle ha varit cirka 60% tyngre än Saturn V (~ 4750 ton mot ~ 2970 ton). Utvecklingen av den stora raketen skulle ta mycket lång tid. Kennedys tal "innan årtiondet var ute" satte en tidsfrist för programmet och Nova skulle ta för lång tid. Projektet tittade ännu en gång på LOR, drog slutsatsen att det var det snabbaste och billigaste tillvägagångssättet och beslutade att engagera sig i det. Detta formade Gemini-programmet; om månuppdraget krävde möte behövde NASA lära sig att göra det.

Kennedys deadline satte också effektivt in en tidsfrist för det sovjetiska rymdprogrammet, så det är troligt att samma logik drev dem till en mötesstrategi. Den stora fördelen med LOR är att ju mindre landare, desto mindre bränsle behöver transporteras för månstigning och uppstigning, och den sovjetiska LK var verkligen liten och komprometterad och bar en man istället för två, vilket krävde att besättningen till EVA skulle gå ombord, och så vidare.

På sovjetsidan skulle Vladimir Chelomeys UR-700 / LK-700 -projekt ha använt en direkt uppdragsprofil. UR-700 var 76 meter lång och 17,5 meter bred vid basen; det skulle ha sett ut så här:

( från vänster till höger: N-1, Saturn V, UR-700)

UR-700 har inte gjort mycket designarbete på det, men det fanns problem med att utveckla högtryck RD-270 -motorer som driver hela saken. Det slutade med att överlappa för mycket med det redan existerande N-1-projektet och fick aldrig vidare utveckling.

Det är inte raketvetenskap, ja faktiskt, det är raketvetenskap. Raketer är inte särskilt effektiva och det värsta är att för att bära någonting användbart, måste de bära bränslet för att trycka på det användbara bitet, sedan måste de bära bränslet för att bära bränslet för att trycka på det användbara bitet och så vidare. Saturnus V var cirka tre tusen ton vid start och kunde skjuta 45 ton mot månen, så endast cirka 1,5% av startvikten lämnade jorden mot månen. För att öka månlandaren till 50 ton skulle Saturnus V behöva öka till nästan 4000 ton. Apollo 17-rymdkapseln som de plockade upp från Stillahavsområdet, vägde inte mycket mer än tre ton, vilket gav en total effektivitet på 0,1%.

Det fanns ett annat argument mot direkt uppstigningsläge. En mycket stor och komplex raket ska landas och startas på och från månytan. Men raketer av denna storlek skulle kräva en startplatta, ett starttorn, anslutningar till ett kontrollrum, en nedräkning med många steg och mycket personal. Men raketmotorerna i servicemodulen och månmodulen som används för månens mötesläge kan byggas mycket enkelt och pålitligt. Inga turbopumpar, inga gasgeneratorer behövs, bara komprimerat kväve från tankar för trycksättning av drivmedel. Dessa motorer kan antändas med noll tyngdkraft. Det hypergoliska bränslet möjliggjorde obegränsad reignition.

Jämför det extra arbetet med att bygga en större raket (och glöm inte att kostnader har den fula tendensen att exponentialiseras, tack vare vår goda vän, Tsiolkovski-ekvationen) med några timmar för dockning. Raket är inte billigt.

Det viktigaste att tänka på är att du måste docka ändå - för att få tillbaka månbesättningen från månen. Så du sparar inte på något annat än de få timmarna; all nödvändig dockningsutrustning krävs fortfarande med en större raket. Om du inte funderar på att ha landningsmodulen tillräckligt kraftfull för att landa, stiga upp och flyga tillbaka till jorden och landa där. I så fall hänvisa till punkt ett - absurt dyrt.

Sovjeterna använde inte dockning. Men det var inte för att de tyckte att dockning är oönskad - det var för att de helt enkelt inte kunde göra det. De hade inte förmågan. Så istället förväntades deras astronaut göra en rymdpromenad, och de kunde inte utnyttja (resten av) landningsmodulen för resan dit och tillbaka igen.

Observera att även med all modern teknik som vi har nu använder vi fortfarande samma grundläggande metod. Rymdfärjan var fortfarande en iscensatt raket, även om biten tillbaka till jorden var betydligt större än något tidigare försök. Moderna privata raketer experimenterar mycket med att återställa de förbrukade stadierna, men de använder fortfarande samma grundläggande iscensättningsmetoder. Det beror på att våra motorer är fruktansvärt ineffektiva, vilket förutom att behöva bära bränsle för att transportera bränsle innebär att kostnaderna för extra vikt inte blir mycket bra - vi brukar använda minsta möjliga raket för uppgiften. Du använder en stor raket för att komma ur atmosfäriskt drag, en mindre raket för att få resten av resan (och hastighet) att kretsa, en mindre raket som ännu inte cirkulerar din bana eller starta en injektion, ännu mindre raket för landning och till och med mindre för att ta av igen och åka hem (tror du att Mars är inom vår räckvidd nuförtiden? För en enda resa, typ av; lägg till en returresa, och vi är tillbaka till "oh boy").

Under Apollo-uppdragen separerades Lunar-landaren, vände om och dockade under flygningen.

Denna punkt har inte riktigt tagits upp av något av de andra svaren.

Till skillnad från separering för att landa landaren, sedan efterföljande dockning för att få besättningen tillbaka, där är en ganska enkel anledning för den här manövreringen.

Kommandopoden måste vara högst upp i stacken vid lanseringen, eftersom det inte finns något annat sätt att ha ett fungerande avbrottssystem. Det betyder att du inte kan fästa landaren på raketens topp. På samma sätt kan den inte heller dras med bakom, eftersom den sista stegets raket ligger bakom kommandokapseln och

1. du kan inte överföra besättningen genom raketen
2. att skjuta raketmotorn mot landaren är oönskad

Det lämnar det enda lönsamma alternativet att ha landaren under (bakom) kommandokapseln vid lanseringen, men flytta den så att den är framför när avbrottssystemet inte längre behövs, vilket är operationen som beskrivs i frågan.

En större raket tillåter inte att detta steg tas bort.