美國登月返回時,月球上沒有火箭發(fā)射站,人是怎么回來的?:美國登月返回時,月球上沒有火箭發(fā)射站,人是怎么回來的?無論是卡納維爾角,還是拜科努爾,又或者南
美國登月返回時,月球上沒有火箭發(fā)射站,人是怎么回來的?
無論是卡納維爾角,還是拜科努爾,又或者南美庫魯航天中心與酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心,這些無一都不是如雷貫耳的名字,每次重大轟天發(fā)射時,觀摩成了一個必選的節(jié)目,高聳的發(fā)射塔,發(fā)射時的氣勢磅薄直接就消耗無數手機空間,當然現在已經不需要膠卷了,成本低了好多!
但相信吃瓜群眾心底一定有個疑問,NASA當年并未在月球上制造巨大的火箭發(fā)射塔,為什么阿波羅飛船還能從月面起飛?這不能證明NASA登月是造假的嗎?
航天發(fā)射塔是發(fā)射場的核心建筑,高達上百米,重數千噸,平時都是在關閉狀態(tài),等到發(fā)射倒計時開始后,逐漸打開,最終完全開放的發(fā)射塔架中火箭點火徐徐升起,逐漸飛離發(fā)射臺!但這肯定是大家對中國航天發(fā)射的大致印象,而事實上技術和習慣上的不同,火箭組裝和發(fā)射模式有如下幾種:
俄羅斯:水平組裝,再水平移動到發(fā)射工位垂直發(fā)射
美國:垂直組裝,垂直移動到發(fā)射工位垂直發(fā)射
中國:早期是組裝維護發(fā)射一體,現與美國靠攏,垂直組裝-移動-垂直工位發(fā)射!
三者中俄羅斯的發(fā)射最具特色,水平組裝對組裝大樓要求比較低,但在發(fā)射前的起豎過程需要一個強大的液壓起豎塔臺,這對工程機械能力是一個考驗,因此俄羅斯的火箭發(fā)射塔可以做到非常簡單,而且在發(fā)射時候非常有格調,四周傾倒散開,就如一朵蓮花,質子火箭尾部噴射出超音速火焰,推動火箭起飛!
美國的比較整潔,因組裝大樓和發(fā)射塔架相距不遠,組裝好水平移動即可發(fā)射,大家應該對航天飛機的發(fā)射非常有感觸,那個巨大的水平搬運的液壓移動發(fā)射車,不是隨便找個國家就能制造出來的!
移動發(fā)射車裝載航天飛機移步固定發(fā)射臺
中國早期本來也想學俄羅斯,但無奈技術不足,因此搞了三合一,即服務塔+發(fā)射塔綜合,運輸過程也省掉了,發(fā)射時再打開,在載人航天的酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心,大家應該看過不少回了!這種模式成本比較低,因為省掉了兩個環(huán)節(jié),但發(fā)射工位占用時間很長,效率很低!
酒泉的921工位上復雜的勤務塔,注意塔吊和龐大的活動平臺
因此在海南文昌發(fā)射中心已經參考美國的發(fā)射模式,服務塔和發(fā)射塔的功能分離,發(fā)射工位的增加無需再增加服務塔的成本,而且發(fā)射工位的利用率也得到提高,當然另一個問題是風險可控,因為發(fā)射塔功能單一成本低,萬一發(fā)射爆炸可以將損失降到最低。
美國陸軍第二次ahw高超音速武器測試爆炸后受到損毀的發(fā)射場
還有一個比較有特色的是庫魯航天中心的聯(lián)盟2號火箭發(fā)射工位,它同時提供了俄式風格的發(fā)射塔和美式風格的可移動垂直裝配大樓,從這工位的名字“聯(lián)盟2號發(fā)射工位”我們就能明白,這必定是某種意義上的妥協(xié),而非必須要這樣!
庫魯航天中心的聯(lián)盟火箭發(fā)射工位
除了上文所說的集中總裝與發(fā)射的幾種模式以外,還有一些已經加注要燃料所有一切已經準備就緒的火箭,發(fā)射時對周圍要求是比較低的,比如SPACE的建議發(fā)射塔,簡陋不要不要的,比如導彈發(fā)射時的發(fā)射筒(它就是一枚火箭,只不過裝了高爆或者核彈頭)也是發(fā)射塔的一種變形形式,甚至有設計火箭自帶穩(wěn)定支架,比如SPACE回收的火箭就是。
那么阿波羅飛船的返回火箭是什么模式起飛的呢?它用的是登錄月球的的下降級平臺,返回火箭直接在這個平臺上起飛,將其作為一個發(fā)射平臺來使用,因為這個支撐腳架有液壓平衡裝置,因此起飛時這平臺是可以保證阿波羅飛船順利起飛的!
阿波羅飛船的結構
上圖是阿波羅飛船的結構,左側為下降級,登月飛船就是通過它降落到月球上的,左二是上升級(登月艙)需要通過上升級火箭返回環(huán)月軌道與指令艙對接。
登月飛船鷹的整體結構
已經分為上下兩部分,可以很清晰的看到下降級底部的四個撐腳以及大面積的防陷支撐,同時也有液壓調節(jié)高度保持水平,因此這個已經壽終正寢的下降級作為發(fā)射平臺是再好不過了!我們從發(fā)射的視頻中也能看到這個平臺的強大穩(wěn)定性!
平臺在登月艙上升級起飛后并沒有被氣流沖倒,這表示它的支撐穩(wěn)定性是非?煽康模材苷f明這種結構設計的成功,包括不久后將要發(fā)射、執(zhí)行取樣返回任務的嫦娥五號也是這種經典結構!看起來這種丟棄死重的結構非常明智,但事實上確有一個嚴重的問題,因為設計了丟棄,所以發(fā)動機都必須設計兩套,反而增加了死重,而且造成嚴重浪費,因此未來的飛船肯定會走向一體化設計。
比如這種不再在月球上遺留下降級的飛船結構,也許在不遠的未來能做到單級火箭入軌并返回地球,徹底重復利用,那么空天飛機的模式也許會得到強大的挑戰(zhàn),但我們不可否認的是,利用空氣作為氧化劑、水平起飛的空天飛機誘惑更大!
盡管阿波羅登月飛船結構需要改進,但它能確保宇航員從月球返回,至于NASA是不是拍的電影,那么仁者見仁,智者見智了,證據有很多,當然反方觀點也非常尖銳,大家啥意見不妨留個言!
這個問題是許多人不相信不承認美國上世紀六七十年代載人登月成功的一個理由。他們認為,人類發(fā)射航天器飛出大氣層,需要設施齊全的火箭發(fā)射基地,還要巨大的發(fā)射塔和運載火箭,而在美國載人登月的過程中,只有一個登月艙,宇航員怎么回來呢?
因此載人登月只能是一個謊言,是這些制造謊言的老美騙子們忽略的一個大漏洞。
這些人還在登月照片中找到其他一些漏洞,如月球上沒有大氣沒有風,國旗卻在飄動;月球的天空漆黑,沒有星星。
這些人就不想想,一個小騙子也不會犯這樣的低級錯誤。如果一個國家級的騙局,那要動用多少專家學者進行精心地編織,豈能犯這種小兒科錯誤?
美國上世紀載人登月花費了幾百億美元,動用了幾十萬科技人員、幾百所大學和研究機構的力量,這么多人和物去編織一個謊言,竟被幾個書沒讀幾天的人找到一堆漏洞,豈不是天大的笑話。
其實這些人只是由于藐視科學,從不學習和掌握正規(guī)渠道的資訊,或者說選擇性失明,以典型的“民科思維”推導,才會有這種低級認知。
在如今資訊發(fā)達信息爆炸的時代,只要稍微認真了解一下,就知道了NASA的載人登月任務宇航員返回是怎樣進行的。
這個登月艙在地球重力下為14.7噸,寬4.3米最大高度約7米。
下降級主要用于登月艙脫離軌道艙下降時起作用,由著陸發(fā)動機、4個儀器艙、4條著陸腿組成。
上升級是登月艙的主體,能容納2名宇航員,下降時和返回時,宇航員都在這個艙內。上升級由宇航員座艙、返回發(fā)動機、推進劑貯箱、儀器艙、控制系統(tǒng)組成,有導航、控制、通訊、生命維持保障、電源等設施。
事實上為了節(jié)省空間降低重量,里面連宇航員的座位也沒有設置,因此所謂“座”艙,實際上只是“站”艙,兩位宇航員在登月和返回時都是站立在里面的。
宇航員在月球完成任務后,就將采集的月球樣本搬進上升級艙內,進入艙內,啟動發(fā)動級升空。
這時,上升級就與下降級分離了,而下降級成為上升級的發(fā)射架。這在當時是一項關鍵技術,尤其是整體斷開上下級各種連線,稍有差池就會艙毀人亡。
這個登月艙的主要數據指標引用如下:
上升級
乘員: 2人
成員艙容積: 6.65 m3 (235 ft3)
高:3.76米
直徑:4.2米
最大燃料裝載量: 4,670千克
艙內氣氛:100%氧氣250毫米汞柱(33 kPa)
供水:2個19.3公斤(42.5磅)水罐
冷卻劑: 11.3公斤(25磅)乙二醇乙酸脂/水溶液
反作用力控制系統(tǒng)推進劑量:287公斤(633磅)
反作用力控制系統(tǒng)推進器:16個推進器,4套,每套4個,每個提供445N推力
反作用力控制系統(tǒng)推進劑: N2O4/UDMH(四氧化二氮/不對稱二甲肼)
反作用力控制系統(tǒng)比沖量: 2.84 kN·s/kg
上升級推進系統(tǒng)推進劑量:2353公斤(5187磅)
上升級推進系統(tǒng)推進器: 15.6kN (3,500 lbf)
上升級推進劑:N2O4/航空肼50 (不對稱二甲肼/聯(lián)氨)
APS pressurant: 2個2.9公斤氦氣罐,罐壓21MPa
發(fā)動機比沖: 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)
電池: 2套296 A·h銀鋅電池
電源: 28V直流電, 115V 400Hz交流電
下降級
高:3.2米
直徑:4.2米
支撐腿跨度: 9.4 m (30.8 ft)
最大燃料裝載量: 10,334 kg (22,783 lb)
供水: 1個151公斤水罐
供電: 2套296 A·h銀鋅電池(次系統(tǒng))
推進劑量: 8,165 kg (18,000 lb)
下降級推進系統(tǒng)推力: 可調范圍為45.04 kN (10,125 lbf)~4.56 kN (1025 lbf)
下降級推進系統(tǒng)推進劑: N2O4/航空肼50 (不對稱二甲肼/聯(lián)氨)
DPS pressurant: 1個22 kg超臨界氦罐,罐壓10.72 kPa.
發(fā)動機比沖: 3050 N·s/kg
Descent stage delta V: 2,470 m/s (8,100 ft/s)
電池: 4套400 A·h銀鋅電池
經過精準的計算,登月艙上升級精確點火,與下降級斷開,載著完成任務的宇航員回到月球軌道,與在那里等候的指令艙對接,然后宇航員爬進指令艙,丟棄登月艙,啟動服務艙發(fā)動級,回家了。
指令艙是宇航員們生活和工作的艙室,也是全飛船的控制中心,是個圓錐體,高3.2米,重約6噸,直徑最大處3.9米。除了有10臺姿態(tài)控制發(fā)動機以及各種儀器設備,還有宇航員生活14天的必需品和救生設備。
服務艙為圓筒形,高6.7米直徑4米,重25噸,裝置有主發(fā)動機和由16臺火箭發(fā)動機組成的姿態(tài)控制系統(tǒng)。
登月艙安裝在指令艙前面,飛船到達月球軌道后,登月艙按計劃與指令艙分離,啟動發(fā)動機向月表降落。
兩位航天員乘登月艙登月,一位航天員在指令艙繞月飛行,等候接應登月的宇航員回歸。
上世紀載人登月的成功,是舉世矚目的一次壯舉,是人類走向太空的一次重要嘗試,是人類走向深空的一個開端。
就是這樣,歡迎討論。
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簡單的科普,登月艙由上升級和下降級兩部分組成。下降級裝有在月面降落的逆噴射火箭、燃料以及進行月面工作的相關設備和材料。上升級就是乘員艙,還有上升推進火箭、燃料以及通信聯(lián)絡設備等。
降落時,下降級就是著陸架,上升時,下降級就是發(fā)射架。
下降時,登月艙的上升級和下降級合而為一,是一個整體,上升時,下降級包括原來所攜帶的物體就與上升級分離,永久的留在月球上,上升部分的重力明顯減小,并且月球引力只有地球的六分之一,掙脫月球引力比掙脫地球引力容易的多,需要的推進劑自然也少的多。進入月球軌道后,與等待在月球軌道上的指令艙對接后,登月宇航員進入指令艙,登月返回艙就與指令艙分離,返回艙就成了月球的衛(wèi)星。指令艙經經加速后,脫離月球軌道返回地球。
美國載人登月后人怎么回來?這確實是個問題。
我們知道從地球發(fā)射火箭需要巨大的發(fā)射塔,這在地球上不是問題,然而人類登月的時候是不可能在月球表面建立火箭發(fā)射塔的,那么美國載人登月的時候是登月的宇航員怎么離開月球表面返回地球的呢?
上圖是當時美國登月的一幅照片,照片中似乎除了著陸器和月球車就沒有別的了,那么回程的火箭在哪兒呢?其實問題的答案就在這個著陸器上。
我們先來看看我國的嫦娥五號概念圖吧,嫦娥五號與之前嫦娥計劃發(fā)射的幾次探月飛船不同,它的其中一項重要任務是是要從月球上獲取土壤樣本返回地球的,所以它需要脫離月球表面,也就是說它的設計是需要實現返程的,不像之前的幾艘嫦娥飛船,只要送過去順利著陸就算成功了。既然都要考慮返程,那么它的設計與載人登月必有相同之處。
看上圖你應該就明白了,在著陸器的上面有一個發(fā)射器,這個稱為上升器,設計中正是由它帶著月球土壤樣本返回地球。上升器攜帶了足夠脫離月球引力的火箭燃料,通過噴射推進離開月面。而正如上圖看到的,在上升器點火發(fā)射階段,著陸器就作為簡易的發(fā)射支架。
根據上圖,在美國載人登月計劃里,當阿波羅飛船到達月球環(huán)繞軌道以后,著陸器帶著上升器與軌道器和返回器分離,然后著陸器平穩(wěn)降落月面。圖一的美國登月圖片中,著陸器上面就是一個上升器。當宇航員完成登月任務以后,就進入上升器,上升器以著陸器作為發(fā)射支架,點火噴射后離開月面到達環(huán)繞軌道,并與軌道上的返回器重新對接,成功對接后宇航員進入返回艙,與軌道器分離后離開月球環(huán)繞軌道返回地球。
在半個世紀以前,那時航天火箭才發(fā)明十年左右,美國就能實現載人登月實在是不可思議,但科技就是這樣,總是被少數人推動著發(fā)展,那時的美國幸有馮·布勞恩,就像我國幸有錢學森一樣。
那么問題來了,下一個推動科技發(fā)展的人會是誰呢?
美國登月返回地球,其實根本用不著火箭發(fā)射站,為什么這么說呢?這是因為月球的逃逸速度是=2.38km/s,這個速度無需火箭助推,即可完成。
首先,我們先來分析一下,為什么說月球達到這個速度,就可以逃逸出月球。
我們知道,蘋果之所以會落到地球上,是因為引力作用。引力的方向,其實就是地球內部。如果一個物體想要擺脫地球的引力,那么它需要額外的力來對抗引力。
比如:我扔一個蘋果,可能這個蘋果會扔到一定高度,然后又會因為引力降落了下來。
但是,如果我的力氣非常大,我扔出去的蘋果速度達到了一定的高速,那么這個蘋果可能永遠不會落下來,這是因為地球是近似圓體,而蘋果在下落的過程時,地平面也會相應下降,這個速度就是第一宇宙速度。
如果我的力氣再大一些,扔出去的蘋果速度更高了,那么這枚蘋果就可能掙脫掉地球的引力,沖向天空中,這個速度就是逃逸速度。
每個星球的逃逸速度不同,具體因素和星球的質量有關,而月球的質量較小,因此逃逸速度也更小,只需要速度達到2.38km/s即可逃逸出月球。
我?guī)阆攘私庖幌,阿波羅飛船的結構:飛船艙,服務艙,指令艙,以及上升階段和下降段的登月艙組成。服務艙和指令艙并不會進入月球表面,而是停留在月球上方的軌道待命。而登月艙將會進入地球表面。
登月時,登月艙的下降段會保證飛船平穩(wěn)著陸,登月成功后,宇航員會從登月艙中下來,到達月球表面。
返回地球時,登月艙的上半段的會發(fā)射燃料推進飛船上升。
而登月艙的下半部分被拋棄在月球表面,這樣可以減輕飛船的重量。
由于月球表面幾乎沒有大氣,因此登月艙在上升的過程中幾乎沒有空氣阻力,同等燃料下,飛船飛行的速度會比地球更快,很容易達到月球的第一宇宙速度,此時阿波羅飛船會繞著月球轉動,像是月球的衛(wèi)星一樣。
而此時,在月球上方的軌道上,控制艙和服務艙已經在等著對方,登月艙會重新與服務艙以及指揮艙對接。
等待宇航員全部從登月艙進入服務艙后,他們會拋棄登月艙,只留下指揮艙和服務艙繼續(xù)返回地球軌道,此時的動力由服務艙提供。
到達地球軌道后,服務艙也完成了任務,之后會拋棄服務艙,由指揮艙返回地球表面。
指揮艙依靠著大氣層,以及降落傘減速,地面工作人員利用早已計算好的降落地點,隨時待命,在海上搜索降落的宇航員們。
此時整個登月計劃過程才算結束。
也就是說,一共有四段的飛船,最后只有控制艙載著宇航員成功返回地球,而其他的部分被孤零零地拋棄在宇宙中。
月球載人航天的成功,讓很多人對火星載人航天充滿了希望,但其實,現階段我們還沒有能力把人平安運送到火星或者其他星球并返航。
原因很簡單,火星的質量比月球大多了,因此火星的逃逸速度比月球大很多,想要達到火星的逃逸速度,需要用火箭助推。
再者,火星上有大氣,雖然大氣只有地球的1/10,但已經產生了不少空氣阻力,不像月球幾乎處于真空狀態(tài)。
不僅如此,火星距離地球實在太遠,地月之間平均距離是38萬公里,而火星距離地球最近都有5500萬公里。這就使得返航的飛船需要攜帶足夠多的燃料,而這無形中就增加了從地球起航時的載重。而目前人類還沒有能力制造出足夠載重的火箭。
由于這三點的限制,所以目前,除了月球之外,我們還沒有能力發(fā)射載人飛船到宇宙的其他星球,這也是限制我們探索宇宙的因素之一。
同年5月5日,美國宇航員謝潑德成為第二個進入太空的人類,但他只在太空短暫待了一段時間,技術難度遠不及蘇聯(lián)。
20天后的5月25日,倍感壓力的美國總統(tǒng)肯尼迪,在國會發(fā)表阿波羅登月計劃演講,提出要在70年代來臨之前,也就是10年之內,把美國宇航員送上月球并安全返回地球,他希望用載人登月,在太空競賽中徹底戰(zhàn)勝蘇聯(lián)。
1969年7月16日,阿波羅11號任務三名機組乘員,阿姆斯特朗,奧爾德林,科林斯,乘坐土星五號運載火箭升空,12分鐘后進入地球軌道,啟動第三極子火箭,開始了前往月球的征程。
7月19日,飛船在經過月球背面時點燃主火箭,泊入月球環(huán)繞軌道,伺機登月。
7月20日,飛船環(huán)繞至月球正面后,阿姆斯特朗和奧爾德林進入“鷹號”登月艙,并與科林斯所在的“哥倫比亞號”指揮艙分離,開始降落至月球表面。
休息一段時間后,7月21日凌晨兩點56分,登月艙減壓并打開艙門,阿姆斯特朗爬下舷梯,左腳踏上了月球,感慨道,“這是我個人的一小步,卻是人類的一大步”
15分鐘后,奧爾德林成為了第二個踏上月球的人類,阿姆斯特朗為了補償奧爾德林“,第二人”的遺憾,在月球上為他拍攝了許多照片,所以現在看到的大部分照片,都是奧爾德林而非阿姆斯特朗。
兩人攜手安裝好科學實驗包后,在距離登月艙不遠處的地上,插了一面特殊材料制成的美國國旗,頂端的支撐物決定了,這面旗幟在無風的月球上仍然能展開。
兩個半小時的月面活動結束后,兩名宇航員回到登月艙休息7個小時,著手開始加壓登月艙,準備離開月球表面,此時登月艙的下降級,充當了發(fā)射平臺的作用,所以真正離開月球的,只有小小的上升級,和里面的兩名宇航員,以及21.55千克月巖樣本。
科林斯所在的指揮艙,在繞月軌道順利與登月艙上升級對接,三名宇航員再度聚首,回家的時候到了。
7月23日,在降落地球前的最后一個夜晚,三名宇航員通過電視直播,感謝了為此次任務做出貢獻的千千萬萬人。
7月24日,著陸器落在了距離大黃蜂號航母24千米的海面上,艦載直升機打撈起三名宇航員后,把他們送進了隔離拖車,開始為期3周的隔離檢疫。
在地球上的時候,火箭發(fā)射都需要在火箭發(fā)射站里完成,但是美國人載人登月的時候,月球上沒有火箭發(fā)射基地,他們是怎么回來的,說實話這也確實讓人費解,尤其是有關傳聞說美國登月造假,就更加讓人質疑美國登月造假。其實美國登月這件事確實是真的,但是登月返回的時候并不需要發(fā)射站。
我們知道地球的質量相比于月球是比較大的,所以地球的引力也比月球大。在地球上,為了讓衛(wèi)星能夠圍繞地球飛行,飛船的速度必須達到第一宇宙速度7.9km/s,再加上大氣的阻力作用,所以在地球上發(fā)射火箭沒有那么輕松。但是月球上就不一樣了,月球上的第一宇宙速度1.8km/s,而且月球上沒有大氣,所以不存在大氣阻力這一項,月球上也就不需要建造火箭發(fā)射站。
當時美國的阿波羅號飛船登月的時候包括了三部分,分別是指揮艙、服務艙和登月艙3個部分組成,那么起登月作用的當然是登月艙了。登月艙由上升級和下降級組成,下降級的作用也就跟它名字一樣,主要是下降的時候起作用。上升級為登月艙的主體,當宇航員完成登月任務后,可駕駛上升級返回環(huán)月軌道與指揮艙匯合。因為月球上的引力只有地球引力的1/6,所以上升級還是比較容易到達指令艙所在軌道,當宇航員到達指令艙后,由指令艙搭載宇航員返回地球。
月球上確實沒有發(fā)射站,沒有像地球上那樣的發(fā)射站。宇航員登陸月球后也不可能在月球上現搭一個發(fā)射站,那是不現實的。
不過雖然沒有發(fā)射站,卻有發(fā)射臺,可以理解為一個簡易的發(fā)射站,這個發(fā)射臺就是月球登月艙的下降級。登月艙分為上升級和下降級,宇航員完成任務后乘坐上升級,利用下降級作為發(fā)射臺飛行到環(huán)月軌道,與等待那里的指令艙匯合,而下降級就被遺留在月球上。
月上升級與指令艙匯合后,也會被遺留在月球軌道上,宇航員乘坐指令艙還有服務艙返回地球。
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,不需要建造大型發(fā)射站就可以達到這個速度飛行到環(huán)月軌道上。
所以,純理論分析,宇航員從月球返回地球并不復雜,不過具體到細節(jié)問題是非常嚴謹復雜的,任何一個環(huán)節(jié)出現問題可能都是致命的。
網絡上有些人質疑美國載人登月的真假,其中一個重要原因就是不相信宇航員能夠從月球安全返回地球,除此之外還有其他質疑,比如說國旗的飄動,月球上沒有空氣怎么會飄動呢?還有美國早上半個世紀前就實現了登月,為何幾十年來再也沒有登月?
美國航天局對外界質疑做出過解釋。退一步講,這種宏大的事件是很難用欺騙糊弄過去的,美國的航天科技實力確實很強大,這點我們不得不承認!
美國當時作為地球上的另一極,在看到蘇聯(lián)航空航天水平蒸蒸日上后心里就憋著一口氣想要趕超蘇聯(lián),所以時任美國總統(tǒng)肯尼迪準備用技術難度更大的載人登月來徹底“擊敗”蘇聯(lián),當時肯尼迪說“我們有信心在70年代來臨之前把我們的宇航員送上月球并安全返回”
1969年7月16日早上9點32分,土星五號運載火箭在巨大的轟鳴聲中直刺蒼穹,其內是宇航員阿姆斯特朗和奧爾德林以及柯林斯,這次的“阿波羅11號”任務將讓他們抵達月球并完成肯尼迪總統(tǒng)在數年前許下的諾言。
1969年7月20日已經抵達月球背面軌道的飛船開始分離,阿姆斯特朗和奧爾德林駕駛“鷹號”登月艙正式與柯林斯所在的指令艙分離,開始下降軌道高度并伺機著陸到“靜;亍保地球時間下午4時17分43秒“鷹號”著陸成功,休息一段時間后阿姆斯特朗和奧爾德林先后踏上了月球表面。
其實從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樣建立高聳的發(fā)射架,因為月球本身的逃逸速度只有2.4km/
s,而且登月艙上升級只需要飛到幾百公里外的月球軌道與指令艙對接就行了,最后將三名宇航員送回地球是龐大的指令艙而不是小小的登月艙上升級。
如今美國的馬斯克和NASA都準備在未來十年再度登上月球,而且NASA還準備在月球上建立一個永久性的基地,我國嫦娥工程里的載人登月最早可于2030年后進行,最終目的也是在月球上建立一個永久性居留研究基地,然后靜靜等待“月球大開發(fā)”。
人類在地球上發(fā)展進化了三五百萬年的時間,終于在上個世紀五六十年代飛出了地球,開啟了人類的太空探索時代。上個世紀六七十年代美國和前蘇聯(lián)開始了太空競賽,NASA實施了阿波羅載人登月計劃,共成功了六次把12名宇航員送上月球表面。而前蘇聯(lián)之所以一直都沒有成功,就是因為缺少大推力運載火箭。而美國在二戰(zhàn)結束后接收了很多德國的科學家,其中就有馮·布勞恩,就著他帶領著一眾科學家設計研發(fā)了土星五號運載火箭,開啟了人類登月的美好愿望。
圖:土星五號,它的目的地就在左上角
尤其是后幾次載人登月,前蘇聯(lián)還在想著送宇航員上月球,而美國已經把“代步車”都帶上了月球,這些都是大推力運載火箭的功勞。在地球上發(fā)射任何探測器都需要有發(fā)射基地并且有火箭助推攜帶,當然之前美國用航天飛機發(fā)射了探測器,后來出了幾起事故后就漸漸淡了下來。
說這個問題前,我們要強調一下,在月球上發(fā)射探測器比地球上要更加的簡單。第一點原因是地球的質量要遠大于月球,是月球質量的81倍。月球上的第一宇宙速度為1.76km/s,這要遠小于地球上的第一宇宙速度7.9km/s。因此在月球上起飛不用那么大的速度,其次月球上沒有大氣層接近于絕對真空,沒有空氣的摩擦,使起飛變的更簡單。
阿波羅探測器可以分為三大部分,包括登月艙、指令艙和服務艙,其中登月艙還可以分為上升級和下降級,而指令艙是停留在繞月軌道之上的,并且留守有一名宇航員。
登月艙在著陸月球表面的時候,下降級的火箭點火控制下降著月,并且最終會充當探測器的發(fā)射架,當宇航員完成任務后返回登月艙上升級,使登月艙的上升級和下降級分離,上升級點火飛離月球。
而下降級就會被拋棄在月球表面,而上升級帶著宇航員與指令艙對接,之后上升級會被拋棄,最終墜落在月球上。而指令艙待著三名宇航員開始踏上月地轉移軌道,最終回到地球,在這個過程中,服務艙會被拋離,最后只有指令艙墜落在地球上(海中)。
文/科學黑洞,圖片來源網絡侵刪。
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