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美国登月返回时,月球上没有火箭发射站,人是怎么回来的?

2020-07-24 23:36阅读(124)

美国登月返回时,月球上没有火箭发射站,人是怎么回来的?:美国登月返回时,月球上没有火箭发射站,人是怎么回来的?无论是卡纳维尔角,还是拜科努尔,又或者南

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美国登月返回时,月球上没有火箭发射站,人是怎么回来的?

无论是卡纳维尔角,还是拜科努尔,又或者南美库鲁航天中心与酒泉卫星发射中心,这些无一都不是如雷贯耳的名字,每次重大轰天发射时,观摩成了一个必选的节目,高耸的发射塔,发射时的气势磅薄直接就消耗无数手机空间,当然现在已经不需要胶卷了,成本低了好多!

但相信吃瓜群众心底一定有个疑问,NASA当年并未在月球上制造巨大的火箭发射塔,为什么阿波罗飞船还能从月面起飞?这不能证明NASA登月是造假的吗?

火箭起飞为什么要发射塔?

航天发射塔是发射场的核心建筑,高达上百米,重数千吨,平时都是在关闭状态,等到发射倒计时开始后,逐渐打开,最终完全开放的发射塔架中火箭点火徐徐升起,逐渐飞离发射台!但这肯定是大家对中国航天发射的大致印象,而事实上技术和习惯上的不同,火箭组装和发射模式有如下几种:

俄罗斯:水平组装,再水平移动到发射工位垂直发射

美国:垂直组装,垂直移动到发射工位垂直发射

中国:早期是组装维护发射一体,现与美国靠拢,垂直组装-移动-垂直工位发射!

三者中俄罗斯的发射最具特色,水平组装对组装大楼要求比较低,但在发射前的起竖过程需要一个强大的液压起竖塔台,这对工程机械能力是一个考验,因此俄罗斯的火箭发射塔可以做到非常简单,而且在发射时候非常有格调,四周倾倒散开,就如一朵莲花,质子火箭尾部喷射出超音速火焰,推动火箭起飞!

美国的比较整洁,因组装大楼和发射塔架相距不远,组装好水平移动即可发射,大家应该对航天飞机的发射非常有感触,那个巨大的水平搬运的液压移动发射车,不是随便找个国家就能制造出来的!

移动发射车装载航天飞机移步固定发射台

中国早期本来也想学俄罗斯,但无奈技术不足,因此搞了三合一,即服务塔+发射塔综合,运输过程也省掉了,发射时再打开,在载人航天的酒泉卫星发射中心,大家应该看过不少回了!这种模式成本比较低,因为省掉了两个环节,但发射工位占用时间很长,效率很低!

酒泉的921工位上复杂的勤务塔,注意塔吊和庞大的活动平台

因此在海南文昌发射中心已经参考美国的发射模式,服务塔和发射塔的功能分离,发射工位的增加无需再增加服务塔的成本,而且发射工位的利用率也得到提高,当然另一个问题是风险可控,因为发射塔功能单一成本低,万一发射爆炸可以将损失降到最低。

美国陆军第二次ahw高超音速武器测试爆炸后受到损毁的发射场

还有一个比较有特色的是库鲁航天中心的联盟2号火箭发射工位,它同时提供了俄式风格的发射塔和美式风格的可移动垂直装配大楼,从这工位的名字“联盟2号发射工位”我们就能明白,这必定是某种意义上的妥协,而非必须要这样!

库鲁航天中心的联盟火箭发射工位

月球上没有发射台,为什么阿波罗飞船还能回来?

除了上文所说的集中总装与发射的几种模式以外,还有一些已经加注要燃料所有一切已经准备就绪的火箭,发射时对周围要求是比较低的,比如SPACE的建议发射塔,简陋不要不要的,比如导弹发射时的发射筒(它就是一枚火箭,只不过装了高爆或者核弹头)也是发射塔的一种变形形式,甚至有设计火箭自带稳定支架,比如SPACE回收的火箭就是。

那么阿波罗飞船的返回火箭是什么模式起飞的呢?它用的是登录月球的的下降级平台,返回火箭直接在这个平台上起飞,将其作为一个发射平台来使用,因为这个支撑脚架有液压平衡装置,因此起飞时这平台是可以保证阿波罗飞船顺利起飞的!

阿波罗飞船的结构

上图是阿波罗飞船的结构,左侧为下降级,登月飞船就是通过它降落到月球上的,左二是上升级(登月舱)需要通过上升级火箭返回环月轨道与指令舱对接。

登月飞船鹰的整体结构

已经分为上下两部分,可以很清晰的看到下降级底部的四个撑脚以及大面积的防陷支撑,同时也有液压调节高度保持水平,因此这个已经寿终正寝的下降级作为发射平台是再好不过了!我们从发射的视频中也能看到这个平台的强大稳定性!

平台在登月舱上升级起飞后并没有被气流冲倒,这表示它的支撑稳定性是非常可靠的,也能说明这种结构设计的成功,包括不久后将要发射、执行取样返回任务的嫦娥五号也是这种经典结构!看起来这种丢弃死重的结构非常明智,但事实上确有一个严重的问题,因为设计了丢弃,所以发动机都必须设计两套,反而增加了死重,而且造成严重浪费,因此未来的飞船肯定会走向一体化设计。

比如这种不再在月球上遗留下降级的飞船结构,也许在不远的未来能做到单级火箭入轨并返回地球,彻底重复利用,那么空天飞机的模式也许会得到强大的挑战,但我们不可否认的是,利用空气作为氧化剂、水平起飞的空天飞机诱惑更大!

尽管阿波罗登月飞船结构需要改进,但它能确保宇航员从月球返回,至于NASA是不是拍的电影,那么仁者见仁,智者见智了,证据有很多,当然反方观点也非常尖锐,大家啥意见不妨留个言!

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月球上没有发射站,却有发射台,鹰号登月舱的返回舱就是从这个发射台上发射升空,回到在月球轨道接应的指令舱的。

这个问题是许多人不相信不承认美国上世纪六七十年代载人登月成功的一个理由。他们认为,人类发射航天器飞出大气层,需要设施齐全的火箭发射基地,还要巨大的发射塔和运载火箭,而在美国载人登月的过程中,只有一个登月舱,宇航员怎么回来呢?

因此载人登月只能是一个谎言,是这些制造谎言的老美骗子们忽略的一个大漏洞。

这些人还在登月照片中找到其他一些漏洞,如月球上没有大气没有风,国旗却在飘动;月球的天空漆黑,没有星星。

这些人就不想想,一个小骗子也不会犯这样的低级错误。如果一个国家级的骗局,那要动用多少专家学者进行精心地编织,岂能犯这种小儿科错误?

美国上世纪载人登月花费了几百亿美元,动用了几十万科技人员、几百所大学和研究机构的力量,这么多人和物去编织一个谎言,竟被几个书没读几天的人找到一堆漏洞,岂不是天大的笑话。

其实这些人只是由于藐视科学,从不学习和掌握正规渠道的资讯,或者说选择性失明,以典型的“民科思维”推导,才会有这种低级认知。

在如今资讯发达信息爆炸的时代,只要稍微认真了解一下,就知道了NASA的载人登月任务宇航员返回是怎样进行的。

载人登月的返回技术关键在于“鹰”号登月舱,它的舱体分上下两个部分,上面部分叫上升级,下面部分叫下降级。

这个登月舱在地球重力下为14.7吨,宽4.3米最大高度约7米。

下降级主要用于登月舱脱离轨道舱下降时起作用,由着陆发动机、4个仪器舱、4条着陆腿组成。

上升级是登月舱的主体,能容纳2名宇航员,下降时和返回时,宇航员都在这个舱内。上升级由宇航员座舱、返回发动机、推进剂贮箱、仪器舱、控制系统组成,有导航、控制、通讯、生命维持保障、电源等设施。

事实上为了节省空间降低重量,里面连宇航员的座位也没有设置,因此所谓“座”舱,实际上只是“站”舱,两位宇航员在登月和返回时都是站立在里面的。

宇航员在月球完成任务后,就将采集的月球样本搬进上升级舱内,进入舱内,启动发动级升空。

这时,上升级就与下降级分离了,而下降级成为上升级的发射架。这在当时是一项关键技术,尤其是整体断开上下级各种连线,稍有差池就会舱毁人亡。

这个登月舱的主要数据指标引用如下:

上升级
乘员: 2人
成员舱容积: 6.65 m3 (235 ft3)
高:3.76米
直径:4.2米
最大燃料装载量: 4,670千克
舱内气氛:100%氧气250毫米汞柱(33 kPa)
供水:2个19.3公斤(42.5磅)水罐
冷却剂: 11.3公斤(25磅)乙二醇乙酸脂/水溶液
反作用力控制系统推进剂量:287公斤(633磅)
反作用力控制系统推进器:16个推进器,4套,每套4个,每个提供445N推力
反作用力控制系统推进剂: N2O4/UDMH(四氧化二氮/不对称二甲肼)
反作用力控制系统比冲量: 2.84 kN·s/kg
上升级推进系统推进剂量:2353公斤(5187磅)
上升级推进系统推进器: 15.6kN (3,500 lbf)
上升级推进剂:N2O4/航空肼50 (不对称二甲肼/联氨)
APS pressurant: 2个2.9公斤氦气罐,罐压21MPa
发动机比冲: 3.05 kN·s/kg
推重比: 0.34 lbf/lb (3.3 N/kg)
Ascent stage delta V: 2,220 m/s (7,280 ft/s)
电池: 2套296 A·h银锌电池
电源: 28V直流电, 115V 400Hz交流电
下降级
高:3.2米
直径:4.2米
支撑腿跨度: 9.4 m (30.8 ft)
最大燃料装载量: 10,334 kg (22,783 lb)
供水: 1个151公斤水罐
供电: 2套296 A·h银锌电池(次系统)
推进剂量: 8,165 kg (18,000 lb)
下降级推进系统推力: 可调范围为45.04 kN (10,125 lbf)~4.56 kN (1025 lbf)
下降级推进系统推进剂: N2O4/航空肼50 (不对称二甲肼/联氨)
DPS pressurant: 1个22 kg超临界氦罐,罐压10.72 kPa.
发动机比冲: 3050 N·s/kg
Descent stage delta V: 2,470 m/s (8,100 ft/s)
电池: 4套400 A·h银锌电池

由于月球重力只有地球的六分之一,而且上升级满载负荷只有4顿多,其中主要是燃料,这样,起飞就不需要庞大的发射装置了。

经过精准的计算,登月舱上升级精确点火,与下降级断开,载着完成任务的宇航员回到月球轨道,与在那里等候的指令舱对接,然后宇航员爬进指令舱,丢弃登月舱,启动服务舱发动级,回家了。

上世纪执行载人登月的飞船是阿波罗号,飞船分为三个部分,即指令舱、服务舱、登月舱。

指令舱是宇航员们生活和工作的舱室,也是全飞船的控制中心,是个圆锥体,高3.2米,重约6吨,直径最大处3.9米。除了有10台姿态控制发动机以及各种仪器设备,还有宇航员生活14天的必需品和救生设备。

服务舱为圆筒形,高6.7米直径4米,重25吨,装置有主发动机和由16台火箭发动机组成的姿态控制系统。

登月舱安装在指令舱前面,飞船到达月球轨道后,登月舱按计划与指令舱分离,启动发动机向月表降落。

两位航天员乘登月舱登月,一位航天员在指令舱绕月飞行,等候接应登月的宇航员回归。

上世纪载人登月的成功,是举世瞩目的一次壮举,是人类走向太空的一次重要尝试,是人类走向深空的一个开端。

就是这样,欢迎讨论。

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简单的科普,登月舱由上升级和下降级两部分组成。下降级装有在月面降落的逆喷射火箭、燃料以及进行月面工作的相关设备和材料。上升级就是乘员舱,还有上升推进火箭、燃料以及通信联络设备等。

降落时,下降级就是着陆架,上升时,下降级就是发射架。

下降时,登月舱的上升级和下降级合而为一,是一个整体,上升时,下降级包括原来所携带的物体就与上升级分离,永久的留在月球上,上升部分的重力明显减小,并且月球引力只有地球的六分之一,挣脱月球引力比挣脱地球引力容易的多,需要的推进剂自然也少的多。进入月球轨道后,与等待在月球轨道上的指令舱对接后,登月宇航员进入指令舱,登月返回舱就与指令舱分离,返回舱就成了月球的卫星。指令舱经经加速后,脱离月球轨道返回地球。

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美国载人登月后人怎么回来?这确实是个问题。

我们知道从地球发射火箭需要巨大的发射塔,这在地球上不是问题,然而人类登月的时候是不可能在月球表面建立火箭发射塔的,那么美国载人登月的时候是登月的宇航员怎么离开月球表面返回地球的呢?


上图是当时美国登月的一幅照片,照片中似乎除了着陆器和月球车就没有别的了,那么回程的火箭在哪儿呢?其实问题的答案就在这个着陆器上。



我们先来看看我国的嫦娥五号概念图吧,嫦娥五号与之前嫦娥计划发射的几次探月飞船不同,它的其中一项重要任务是是要从月球上获取土壤样本返回地球的,所以它需要脱离月球表面,也就是说它的设计是需要实现返程的,不像之前的几艘嫦娥飞船,只要送过去顺利着陆就算成功了。既然都要考虑返程,那么它的设计与载人登月必有相同之处。


看上图你应该就明白了,在着陆器的上面有一个发射器,这个称为上升器,设计中正是由它带着月球土壤样本返回地球。上升器携带了足够脱离月球引力的火箭燃料,通过喷射推进离开月面。而正如上图看到的,在上升器点火发射阶段,着陆器就作为简易的发射支架。



根据上图,在美国载人登月计划里,当阿波罗飞船到达月球环绕轨道以后,着陆器带着上升器轨道器和返回器分离,然后着陆器平稳降落月面。图一的美国登月图片中,着陆器上面就是一个上升器。当宇航员完成登月任务以后,就进入上升器,上升器以着陆器作为发射支架,点火喷射后离开月面到达环绕轨道,并与轨道上的返回器重新对接,成功对接后宇航员进入返回舱,与轨道器分离后离开月球环绕轨道返回地球。



在半个世纪以前,那时航天火箭才发明十年左右,美国就能实现载人登月实在是不可思议,但科技就是这样,总是被少数人推动着发展,那时的美国幸有冯·布劳恩,就像我国幸有钱学森一样。

那么问题来了,下一个推动科技发展的人会是谁呢?

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美国登月返回地球,其实根本用不着火箭发射站,为什么这么说呢?这是因为月球的逃逸速度是=2.38km/s,这个速度无需火箭助推,即可完成。

首先,我们先来分析一下,为什么说月球达到这个速度,就可以逃逸出月球。

逃逸速度

我们知道,苹果之所以会落到地球上,是因为引力作用。引力的方向,其实就是地球内部。如果一个物体想要摆脱地球的引力,那么它需要额外的力来对抗引力。

比如:我扔一个苹果,可能这个苹果会扔到一定高度,然后又会因为引力降落了下来。

但是,如果我的力气非常大,我扔出去的苹果速度达到了一定的高速,那么这个苹果可能永远不会落下来,这是因为地球是近似圆体,而苹果在下落的过程时,地平面也会相应下降,这个速度就是第一宇宙速度。

如果我的力气再大一些,扔出去的苹果速度更高了,那么这枚苹果就可能挣脱掉地球的引力,冲向天空中,这个速度就是逃逸速度。

每个星球的逃逸速度不同,具体因素和星球的质量有关,而月球的质量较小,因此逃逸速度也更小,只需要速度达到2.38km/s即可逃逸出月球。

阿波罗登月舱是怎么达到逃逸速度的?

我带你先了解一下,阿波罗飞船的结构:飞船舱,服务舱,指令舱,以及上升阶段和下降段的登月舱组成。服务舱和指令舱并不会进入月球表面,而是停留在月球上方的轨道待命。而登月舱将会进入地球表面。

登月时,登月舱的下降段会保证飞船平稳着陆,登月成功后,宇航员会从登月舱中下来,到达月球表面。

返回地球时,登月舱的上半段的会发射燃料推进飞船上升。

而登月舱的下半部分被抛弃在月球表面,这样可以减轻飞船的重量。

由于月球表面几乎没有大气,因此登月舱在上升的过程中几乎没有空气阻力,同等燃料下,飞船飞行的速度会比地球更快,很容易达到月球的第一宇宙速度,此时阿波罗飞船会绕着月球转动,像是月球的卫星一样。

而此时,在月球上方的轨道上,控制舱和服务舱已经在等着对方,登月舱会重新与服务舱以及指挥舱对接。

等待宇航员全部从登月舱进入服务舱后,他们会抛弃登月舱,只留下指挥舱和服务舱继续返回地球轨道,此时的动力由服务舱提供。

到达地球轨道后,服务舱也完成了任务,之后会抛弃服务舱,由指挥舱返回地球表面。

指挥舱依靠着大气层,以及降落伞减速,地面工作人员利用早已计算好的降落地点,随时待命,在海上搜索降落的宇航员们。

此时整个登月计划过程才算结束。

也就是说,一共有四段的飞船,最后只有控制舱载着宇航员成功返回地球,而其他的部分被孤零零地抛弃在宇宙中。

月球不用火箭发射即可返回,其他星球可以吗?

月球载人航天的成功,让很多人对火星载人航天充满了希望,但其实,现阶段我们还没有能力把人平安运送到火星或者其他星球并返航。

原因很简单,火星的质量比月球大多了,因此火星的逃逸速度比月球大很多,想要达到火星的逃逸速度,需要用火箭助推。

再者,火星上有大气,虽然大气只有地球的1/10,但已经产生了不少空气阻力,不像月球几乎处于真空状态。

不仅如此,火星距离地球实在太远,地月之间平均距离是38万公里,而火星距离地球最近都有5500万公里。这就使得返航的飞船需要携带足够多的燃料,而这无形中就增加了从地球起航时的载重。而目前人类还没有能力制造出足够载重的火箭。

由于这三点的限制,所以目前,除了月球之外,我们还没有能力发射载人飞船到宇宙的其他星球,这也是限制我们探索宇宙的因素之一。

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1961年4月12日,苏联航天员加加林乘坐东方一号飞船在301公里高度的轨道上,环绕地球一周并安全返回地球,由此成为了第一个进入太空的人类

同年5月5日,美国宇航员谢泼德成为第二个进入太空的人类,但他只在太空短暂待了一段时间,技术难度远不及苏联。

20天后的5月25日,倍感压力的美国总统肯尼迪,在国会发表阿波罗登月计划演讲,提出要在70年代来临之前,也就是10年之内,把美国宇航员送上月球并安全返回地球,他希望用载人登月,在太空竞赛中彻底战胜苏联。

1969年7月16日,阿波罗11号任务三名机组乘员,阿姆斯特朗,奥尔德林,科林斯,乘坐土星五号运载火箭升空,12分钟后进入地球轨道,启动第三极子火箭,开始了前往月球的征程。

7月19日,飞船在经过月球背面时点燃主火箭,泊入月球环绕轨道,伺机登月。

7月20日,飞船环绕至月球正面后,阿姆斯特朗和奥尔德林进入“鹰号”登月舱,并与科林斯所在的“哥伦比亚号”指挥舱分离,开始降落至月球表面。

随着登月舱高度的不断降低,阿姆斯特朗终于找到了一片较为平坦的地区,稳稳落了下来,此时是1969年7月20日下午4时17分43秒

休息一段时间后,7月21日凌晨两点56分,登月舱减压并打开舱门,阿姆斯特朗爬下舷梯,左脚踏上了月球,感慨道,“这是我个人的一小步,却是人类的一大步”

15分钟后,奥尔德林成为了第二个踏上月球的人类,阿姆斯特朗为了补偿奥尔德林“,第二人”的遗憾,在月球上为他拍摄了许多照片,所以现在看到的大部分照片,都是奥尔德林而非阿姆斯特朗。

两人携手安装好科学实验包后,在距离登月舱不远处的地上,插了一面特殊材料制成的美国国旗,顶端的支撑物决定了,这面旗帜在无风的月球上仍然能展开。

两个半小时的月面活动结束后,两名宇航员回到登月舱休息7个小时,着手开始加压登月舱,准备离开月球表面,此时登月舱的下降级,充当了发射平台的作用,所以真正离开月球的,只有小小的上升级,和里面的两名宇航员,以及21.55千克月岩样本。

科林斯所在的指挥舱,在绕月轨道顺利与登月舱上升级对接,三名宇航员再度聚首,回家的时候到了。

随着指挥舱主火箭的最后一次点燃,三名宇航员脱离绕月轨道,进入地月转移轨道,开始返回地球

7月23日,在降落地球前的最后一个夜晚,三名宇航员通过电视直播,感谢了为此次任务做出贡献的千千万万人。

7月24日,着陆器落在了距离大黄蜂号航母24千米的海面上,舰载直升机打捞起三名宇航员后,把他们送进了隔离拖车,开始为期3周的隔离检疫。

1969年8月13日,三名宇航员离开隔离区,开始为期45天的胜利大游行,阿波罗11号任务至此圆满成功

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在地球上的时候,火箭发射都需要在火箭发射站里完成,但是美国人载人登月的时候,月球上没有火箭发射基地,他们是怎么回来的,说实话这也确实让人费解,尤其是有关传闻说美国登月造假,就更加让人质疑美国登月造假。其实美国登月这件事确实是真的,但是登月返回的时候并不需要发射站。

我们知道地球的质量相比于月球是比较大的,所以地球的引力也比月球大。在地球上,为了让卫星能够围绕地球飞行,飞船的速度必须达到第一宇宙速度7.9km/s,再加上大气的阻力作用,所以在地球上发射火箭没有那么轻松。但是月球上就不一样了,月球上的第一宇宙速度1.8km/s,而且月球上没有大气,所以不存在大气阻力这一项,月球上也就不需要建造火箭发射站。

当时美国的阿波罗号飞船登月的时候包括了三部分,分别是指挥舱、服务舱和登月舱3个部分组成,那么起登月作用的当然是登月舱了。登月舱由上升级和下降级组成,下降级的作用也就跟它名字一样,主要是下降的时候起作用。上升级为登月舱的主体,当宇航员完成登月任务后,可驾驶上升级返回环月轨道与指挥舱汇合。因为月球上的引力只有地球引力的1/6,所以上升级还是比较容易到达指令舱所在轨道,当宇航员到达指令舱后,由指令舱搭载宇航员返回地球。

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月球上确实没有发射站,没有像地球上那样的发射站。宇航员登陆月球后也不可能在月球上现搭一个发射站,那是不现实的。

不过虽然没有发射站,却有发射台,可以理解为一个简易的发射站,这个发射台就是月球登月舱的下降级。登月舱分为上升级和下降级,宇航员完成任务后乘坐上升级,利用下降级作为发射台飞行到环月轨道,与等待那里的指令舱汇合,而下降级就被遗留在月球上。

月上升级与指令舱汇合后,也会被遗留在月球轨道上,宇航员乘坐指令舱还有服务舱返回地球。

由于月球引力只有地球的六分之一,第一宇宙速度只有1.8千米每秒,比地球的7.9千米每秒小很多,不需要建造大型发射站就可以达到这个速度飞行到环月轨道上。

所以,纯理论分析,宇航员从月球返回地球并不复杂,不过具体到细节问题是非常严谨复杂的,任何一个环节出现问题可能都是致命的。

网络上有些人质疑美国载人登月的真假,其中一个重要原因就是不相信宇航员能够从月球安全返回地球,除此之外还有其他质疑,比如说国旗的飘动,月球上没有空气怎么会飘动呢?还有美国早上半个世纪前就实现了登月,为何几十年来再也没有登月?

美国航天局对外界质疑做出过解释。退一步讲,这种宏大的事件是很难用欺骗糊弄过去的,美国的航天科技实力确实很强大,这点我们不得不承认!

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上世纪50到60年代的航空航天领域是前苏联的天下,第一颗人造卫星和第一个太空人再到第一个月球探测器都是前苏联的手笔


美国当时作为地球上的另一极,在看到苏联航空航天水平蒸蒸日上后心里就憋着一口气想要赶超苏联,所以时任美国总统肯尼迪准备用技术难度更大的载人登月来彻底“击败”苏联,当时肯尼迪说“我们有信心在70年代来临之前把我们的宇航员送上月球并安全返回”

1969年7月16日早上9点32分,土星五号运载火箭在巨大的轰鸣声中直刺苍穹,其内是宇航员阿姆斯特朗和奥尔德林以及柯林斯,这次的“阿波罗11号”任务将让他们抵达月球并完成肯尼迪总统在数年前许下的诺言。

1969年7月20日已经抵达月球背面轨道的飞船开始分离,阿姆斯特朗和奥尔德林驾驶“鹰号”登月舱正式与柯林斯所在的指令舱分离,开始下降轨道高度并伺机着陆到“静海基地”,地球时间下午4时17分43秒“鹰号”着陆成功,休息一段时间后阿姆斯特朗和奥尔德林先后踏上了月球表面。

很多人对上面的登月过程都很熟悉,而且也大致都能理解过程背后的原理,唯一不是很清楚的就是宇航员们离开月球返回地球的过程


其实从月面返回地球背后也不需要什么高科技,更不需要像在地球一样建立高耸的发射架,因为月球本身的逃逸速度只有2.4km/
s,而且登月舱上升级只需要飞到几百公里外的月球轨道与指令舱对接就行了
,最后将三名宇航员送回地球是庞大的指令舱而不是小小的登月舱上升级。

如今美国的马斯克和NASA都准备在未来十年再度登上月球,而且NASA还准备在月球上建立一个永久性的基地,我国嫦娥工程里的载人登月最早可于2030年后进行,最终目的也是在月球上建立一个永久性居留研究基地,然后静静等待“月球大开发”。

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人类在地球上发展进化了三五百万年的时间,终于在上个世纪五六十年代飞出了地球,开启了人类的太空探索时代。上个世纪六七十年代美国和前苏联开始了太空竞赛,NASA实施了阿波罗载人登月计划,共成功了六次把12名宇航员送上月球表面。而前苏联之所以一直都没有成功,就是因为缺少大推力运载火箭。而美国在二战结束后接收了很多德国的科学家,其中就有冯·布劳恩,就着他带领着一众科学家设计研发了土星五号运载火箭,开启了人类登月的美好愿望。

图:土星五号,它的目的地就在左上角

尤其是后几次载人登月,前苏联还在想着送宇航员上月球,而美国已经把“代步车”都带上了月球,这些都是大推力运载火箭的功劳。在地球上发射任何探测器都需要有发射基地并且有火箭助推携带,当然之前美国用航天飞机发射了探测器,后来出了几起事故后就渐渐淡了下来。

而在月球表面上没有发射基地,也没有助推火箭,那么登月的宇航员是如何返回地球的哪?

说这个问题前,我们要强调一下,在月球上发射探测器比地球上要更加的简单。第一点原因是地球的质量要远大于月球,是月球质量的81倍。月球上的第一宇宙速度为1.76km/s,这要远小于地球上的第一宇宙速度7.9km/s。因此在月球上起飞不用那么大的速度,其次月球上没有大气层接近于绝对真空,没有空气的摩擦,使起飞变的更简单。

阿波罗探测器可以分为三大部分,包括登月舱、指令舱和服务舱,其中登月舱还可以分为上升级和下降级,而指令舱是停留在绕月轨道之上的,并且留守有一名宇航员。

登月舱在着陆月球表面的时候,下降级的火箭点火控制下降着月,并且最终会充当探测器的发射架,当宇航员完成任务后返回登月舱上升级,使登月舱的上升级和下降级分离,上升级点火飞离月球。

而下降级就会被抛弃在月球表面,而上升级带着宇航员与指令舱对接,之后上升级会被抛弃,最终坠落在月球上。而指令舱待着三名宇航员开始踏上月地转移轨道,最终回到地球,在这个过程中,服务舱会被抛离,最后只有指令舱坠落在地球上(海中)。


文/科学黑洞,图片来源网络侵删。