美国登月时,是怎样摆脱月球引力返回地球的?

张玉新50


这类问题回答过好多次了,但还是有人对阿波罗载人登月信以为真。不想对阿波罗登月技术方面的不可实现再做过多赘述。

就中国载人登月来探讨一下,假如中国凭空得到了十枚土星五火箭和配套的阿波罗飞船,然后由你来做登月总指挥,只要成功你就名垂青史,但失败了必将遭万人唾弃!为什么?因为美国人用这火箭和飞船在半个世纪前六次“成功”将人送上月球,你现在有一样的装备还有更好的宇航技术,做不到就有鬼了吧!

那接下来你会怎么做?直接上来就把真人装上飞船用土星五射到月球上?说心里话,就算上帝说阿波罗登月是真的,你也不敢吧,绝对心虚啊,万一飞船在月面着陆后出现故障然后无法起飞怎么办?那登月的宇航员肯定牺牲了,你就成了千古罪人。那怎么做稳妥呢,必然是先打一发无人的,实现月面软着陆后再试验飞船月面点火再入轨,最后还得做返回舱以第二宇宙速度重返大气层的实验。哪个环节失败了,还得重来,重来还得无人!这么讲很有道理吧。毕竟神舟飞船载人航天前还打了四发无人飞船。载人登月前不打一发无人的成功返回,直接上真人可能吗?

还真就有可能!我来告诉你,美国人就是这么干的,不做无人登月实验,直接载人上去,心大吧!更大的还是,美国在此之前连探测器登月再返回的例子都没有!第一个成功登月并返回地球的探测器还是苏联70年发射的。搞笑不搞笑,美国第一个“载人登月”并返回,而苏联第一个无人登月并返回!更绝的是,无人登月成功返回竟然在载人登月成功返回的一年后!是不是我打开方式有问题?还是感情哥俩商量好的?共同分享登月的喜悦?整天嚷嚷着人权第一的美国人居然如此草菅人命!不做无人登月实验,一旦阿波罗飞船在登月的哪个环节出一点故障,那几个宇航员的几百斤肉可都要彻底交代了。如果是我,打死我也不敢坐这种没验证过的飞船登月,这不是儿戏嘛!

土星五火箭首飞于67年,在69年阿波罗载人登月之前的两年间只做过载人绕月飞行实验,这都可以查到。可能有人会说当时正值美苏冷战,载人航天竞争激烈,美国为了抢先一步登月必须争分夺秒,所以省掉了无人登月的环节。这个逻辑不错……个屁啊!反过来想想,那要是第一次登月就载人结果失败了呢?考虑过政治影响吗?那等于是美国原本想露个脸,结果在全世界面前把自己的屁股露出来了!想想赫鲁晓夫为什么下台,还不是争分夺秒想在自己访美时放个大炮仗壮壮声势,结果炮仗变成了烟花,那烟花老大了,苏联航天领域的顶尖科学家和技术人员瞬间报销了几百个!

为了抢在苏联前面登月必须抓紧时间,但不代表可以不做无人登月的准备,否则载人登月一旦失败,那要被苏联和华约集团笑上一百年,等于西方阵营再也抬不起头来。我若是美国总统绝对不敢冒这么大的政治风险,肯定要做足准备十拿九稳才可以载人登月。何况当时苏联的N1登月火箭因为发动机数量太多一再故障爆炸,事故不断,在登月的进度上几乎无法追上美国,NASA完全可以花个一年时间做两次无人登月实验,根本不用着急。我是找不到任何理由要绕过无人登月的程序。

我以前还困惑一般人不懂这方面的知识被误导也就罢了,为什么一些自以为很专业的蹦出来搬出各种证据证明阿波罗登月是真的,好像他们亲身参与亲眼所见了一样。后来我明白了,因为想起了皇帝的新装这个故事,就凭美国的专家权威说了阿波罗登月是真的,什么留下了激光反射器,什么采集了月岩样本,什么卫星拍到了登月舱遗迹的照片。然后一些人为了证明自己不是愚蠢的,为了证明自己看得到皇帝是穿着衣服不是裸奔的,各种找证据翻图片还搜集数据列公式来计算,我的个天,什么叫纸上谈兵我还不是很明白,但纸上登月我是明白了。只要理论算出来没问题都不用实验验证,直接真人一家伙干到月球上,完全不怕飞船在月球上无法起飞,不怕第二宇宙速度的返回舱在大气层中烧毁,真的是大无畏的精神!

哪怕现如今超算已经很厉害了,也不是能靠计算机模拟就能解决一切的,火箭造出来是否会有问题要打上天才知道,历次航天事故大多是某个位置细小的零件出现故障导致的。而登月飞船软着陆会否对飞船产生影响,加上月球的极端环境,飞船各部件能否正常运作这都是未知数,只有实验才能发现问题。

所以说我都不用管他阿波罗飞船到底什么原理,什么技术水平,就凭他不做无人登月实验这一点断定是假的。因为只有演戏才能确保万无一失,不然大张旗鼓的搞全球直播载人登月,万一上去的宇航员回不来,美国总统可以刨腹自尽了。支持登月是真的尽管反驳好了,我其实也无所谓,就是觉得很好笑。秃子头上的虱子这么明摆着的事情还用得着争辩?扪心自问一下,一款登月飞船从未在月面软着陆过,也没做过从月球返回地球的再入实验,换做你是航天员,你敢去坐这艘飞船登月吗?哈哈,就问你敢坐吗?敢吗?

看到评论里有网友说,天才就是能做到一般人做不到的事,这点我不否认,也许一亿人都解决不了的难题,一个天才凭借一己之力却能破解,让人叹为观止。但我想说的是,不管是什么人,有的事情不能违背基本的规律和逻辑,比如穿衣服要先穿内衣再穿外套,先穿袜子再穿鞋子,不能反过来做。登月也好,登火星也好,哪怕以后造出时间机器穿越到过去也好,必须遵循先无人再有人的顺序。再天才的理论也要实验验证,没有经过验证就让人上,那是把人命当炮灰,用活人趟地雷,那是蠢材才干的事。美军在伊拉克碰到疑似炸弹的物体都知道先派机器人探路,因为工兵怕死啊!何时美国宇航员的命那么不值钱了?还是无人机器太金贵了?都不舍得先发一个无人登月飞船,这完全不合逻辑。

如果凡人只知道盲从于天才和权威,自身连基本的思考能力都丧失了,那才是凡人的悲哀。何况曾经的大发现诸如地球是圆的,日心说,相对论,哪个理论不是对权威的质疑,哪个质疑又没有被嘲笑过。不管你相信与否,希望看过这篇文章后能够引发属于自己的思考,尽管大胆的思考,不要怕上帝会发笑。


不会游泳的鱼2014520


上世纪的美国载人登月任务如何返回,是很多人都想了解的一个问题。甚至一些人质疑载人登月的真实性,这个问题也是一个很重要的原因。时空通讯就来与大家一起分享一下这个过程。

美国上世纪六七十年代进行的载人登月任务叫阿波罗任务,采用的是阿波罗系列飞船。

登月飞船并不是直接降落到月球上,而是分为几个系统,每个系统具有不同的功能,执行着不同的任务。

而且今后的地外载人登陆项目,都会用这种方式。我们稍微学习一些航天知识,或者看一些科幻电影,都能对这个常识有所了解。

第一艘载人登月飞船是阿波罗11号,它由土星5号送入太空。阿波罗飞船由指令舱、服务舱、登月舱三部分组成,飞船总量为50吨。其中登月舱满载推进剂时重达17吨,被命名为"老鹰号"。

每次阿波罗载人登月计划都有3名航天员,其中2名会乘坐登月舱与飞船分离,1名航天员留在飞船指令舱继续操作飞船绕着月球轨道飞行。一般把这留在轨道的飞船叫“轨道舱”。


老鹰号登月舱分为两级,包括上升级和下降级。整个舱高7米,有4条着陆腿,展开跨度9.5米,加满推进剂重量达17吨。

这相当于一座三层高的小楼房降落在月球上。其中的密封舱有4.5个立方米,可以居住2名航天员,以及航天员停留3天的生命支持系统。这个登月舱质量是无人探测器的10倍。

登月舱的上升级是航天员返回时用的。主要包括航天员密封舱以及推进系统,主发动机为一台15.5kN的常规推力发动机,姿态控制发动机为16台445N的发动机,顶部安有一套交会对接装置,以及对接雷达、天线、光学望远镜等。

登月舱下降级主要是登月降落时使用的发动机和支架。除了主结构,还安装有推进剂的储罐,以及四条着陆腿,留有安放月球车的空间和仪器舱,带有航天员出仓的平台和梯子。主发动机是一台46.7kN具有10:1变推能力的发动机。

月球的引力只是地球的六分之一,所以登月舱上升级发射所需要的动力比地球小很多,这些发动机就是根据这个状况设计的,事实证明非常牛而且适合。

航天员驾驶登月舱依靠下降级登陆月球,完成任务后驾驶上升级与下降级解锁分离,飞升到轨道后与指令舱对接返回。下降级登月舱就废弃留在了月球上。


首次载人登月是由“阿波罗11号”飞船完成的,执行这次任务的航天员为三名,他们是指令长尼尔·阿姆斯特朗,登月舱驾驶员埃德温·奥尔德林,指令舱驾驶员迈克尔·柯林斯。

1969年7月16日,40层楼房高的“土星5”火箭在百万人的关注下升空,把“阿波罗11号”飞船送入近地轨道,后者便开始独自飞向月球。

经过75小时的长途跋涉,飞船于19日进入月球引力圈。

20日清晨,“阿波罗”到达月球上空4900千米后,根据休斯敦飞行指挥中心命令,减速飞行,飞船服务舱发动机逆向喷射,进入了远月点313公里、近月点113公里的椭圆轨道,此时飞船绕月球一圈只需两小时。

21日2时许,阿姆斯特朗和奥尔德林驾驶登月舱与指令舱分离,缓慢向月球飞去。柯林斯继续驾驶着指挥舱绕月飞行,等待着他们的归来。

降落时出现了一点小插曲,当阿姆斯特朗看到窗外原定降落地点充满了不平整的卵石时,决定继续飞行,比原定计划多飞了那么几秒钟,找到了一块平坦的地方,由奥尔德林手控平稳降落,登月成功。这时降落的燃料几乎耗尽。

他们眺望着密封舱外遍布陨石坑和大石块的陌生世界,忍住了想立即出舱的冲动,等待着地面中心指令。

随后他们在这个降落月球的小楼里美美的睡了一觉,醒了又吃了第一顿月球早餐,检查了各种仪器状态和氧气供应情况,经核对一切精确无误后,他们互相帮助穿好了登月服。

伟大的时刻终于来临,7月21日11点56分,阿姆斯特朗打开了舱门,从狭窄的舱门挤了出去,小心翼翼地把梯子竖下到月面,带者电视摄像机慢慢的走下梯子,在月面上踏上了第一个脚印。

这时他说了一句响彻在地球上空半个多世纪的话:That's one small step for a man, one giant leap for mankind!汉语把这句世纪之言翻译为:对我个人来说这是一小步,但对全人类来说却是一大步。

19分钟后,奥尔德林也走出了登月舱,他的第一句话是感叹:啊,太美了。

他们很快学会了适应月球重力,走着与地球不一样的步伐,跳跃前行,有时单腿跳跃,有点像袋鼠。他们在月球上放置了一块金属纪念牌,上面镶刻着:1969年7月,这是地球人在月球首次着陆的地方。我们代表全人类平安地到达这里。

阿姆斯特朗和奥尔德林一共在月球上停留了21小时18分钟。

7月21日,阿姆斯特朗和奥尔德林带着22公斤的月球土壤和岩石标本离开月球,返回月球轨道和科林斯会合。

阿波罗登月舱的上升过程类似于单级火箭的发射过程,包括垂直上升段和轨道进入段两个阶段。

垂直上升段:从登月舱上升级与下降级解锁开始,上升级发动机点火起飞,几秒后加入制导率,调整上升级的飞行方向,去追赶环绕月球飞行的飞船;

轨道进入段:登月舱的上升级进入飞船的飞行轨道面内,建立与飞船进行交会对接的初始姿态。

完成与轨道舱的对接后,登月舱随即被抛弃。随后启动主发动机加速飞船,进入月地过度轨道。在接近地球时抛弃服务舱,调整姿态,使指令舱的圆拱底朝前,进入大气层。

以后的情况和我们今天看到的飞船回收差不多,最终指令舱在降落伞的减速下落下。

“阿波罗11号”飞船的指令舱于1969年7月24日降落在太平洋夏威夷西南海面,至此,人类首次载人登月任务圆满成功。

这就是上世纪载人登月往返的过程和细节,不知能够对一些质疑者解惑否?

继“阿波罗11号”载人登月成功后,“阿波罗”系列飞船又有五艘成功登月,先后六次一共有18位航天员参加了登月任务,12位宇航员登上了月球。

其中“阿波罗15、16号”还在月球轨道各发射了一颗环月科学卫星,“阿波罗15、16、17号”的登月舱各带了一辆月球车,航天员们驾着月球车在月球上驰骋,减少了体力消耗,扩大了活动范围。

六批航天员们在月球上一共工作了280小时,行走约100公里,从月球上带回月岩样品440公斤,人类对月球的认识从此完全改变,大大充实,一些原来对月球的不切实际的猜想和迷信得到澄清。

载人登月任务不但大大促进了航天事业,还促进了整个世界科学技术的发展。一些航天技术被广泛的推向民用,对社会生活文明进步起到了重要的推进作用。

阿波罗工程是人类文明史上一个奇迹,这是一项举世瞩目充满智慧和激情的伟大工程。

一些专业人士评价,在那个科学技术并不十分发达的年代,阿波罗计划和飞船实际上并不完美,整个计划充满了风险和可能的牺牲,但一批勇于献身的人们敢于甘于冒险,为人类未来不惜舍身一搏,这种精神令人万分敬佩。

半个多世纪过去了,这个人类最伟大的成就迄今为止无人能够超越。

但这个壮举得到全世界所有国家和科学界的公认和高度评价,这大概是这个从未停止过争吵的世界唯一一项被完全统一认同的伟业。

哪怕那些对美国恨之入骨的国家,对这件事也毫无异义。

这就是时空通讯的观点,欢迎讨论点评。


时空通讯


和在地球上差不多,也还是利用推进器推进起飞,唯一不同的是,月球的引力更小,飞船可以不需要太大的动力就可以起飞。

美国登月时采用了较为巧妙的设计,由于月球没有空气,飞船下降时不能利用降落伞软着陆,必须利用飞船推进器反冲软着陆。而这势必会减少飞船的燃料,为了充分保证飞船完成任务,美国将飞船设计为上下两级,燃料是分开的,各自带有推进系统。这样就不必害怕下降时的失误造成燃料过多的消耗。实际上在阿波罗十一号的时候,飞船下降时偏离了预定位置,飞船的燃料差点就不能支撑软着陆,飞船的上下两级设计,保证了第一次载人登月的成功实施。

(登陆舱)

上升级也不需要太大的动力,月球的引力只有地球的1/6,飞船在起飞之前,宇航员会把飞船上不再需要的设备和物资抛弃。起飞后重新进入月球轨道,与等在月球轨道的命令服务舱交会对接。交会对接技术也是美国阿波罗十一号之前就试验过的,美国发射飞船到达月球轨道,实施了这样的试验,为登月打下了最后的一道关卡。对接之后,人员和月球岩石标本转移入命令服务舱,再次和飞船上升级脱离,经过一系列变轨,将命令服务舱向地球推进,上升级被抛弃在月球轨道。

(命令服务舱)

登月的实施是严谨的科技工程,所有的环节都是经过充分论证的,为了完成这一目标,美国阿波罗计划实施的1962-1969年所做的飞行任务都是试验登月所需要用到的各项技术。在那个年代,登月确实是很危险的,阿波罗十一号差点没能着陆,阿波罗十三号差点毁在地球轨道上,3名宇航员也差点牺牲。不过美国投入255亿美元的巨资,最终还是实现了人类的千年梦想。

飞船的各项技术参数、构造等在网络上都可以搜索到,有兴趣的可以去自己找找看。需要再次点明的是,美国载人登月是事实,虽然广受质疑,NASA也曾多次辟谣,但是仍不乏质疑者,他们大概都紧紧了解到一点美国阿波罗登月的经过,却从没主动去了解阿波罗飞船的各项技术,因此也就更容易受到网络信息的干扰。


来看世界呀


美国登月时,是怎样摆脱月球引力返回地球的?

土星5号在火箭发射台上时那令人震撼的高度与直径,绝对会让人记忆深刻,但如此质量送出后回来的却只有一个指令舱,实在是令人好奇,那么多巨大的质量去哪了.....当然绝大部分质量在出地球大气层的时候就已经用完了!真正到地球轨道的....也就土星5号那个顶部小小的尖头而已!

NASA几枚著名的火箭对比示意图

在太平洋上溅落的就只有这个指令舱

真正前往月球的飞船组合,就这么一点点,摆脱地球引力需要土星5号巨大的推力,那么摆脱月球引力呢?显然这个组合已经不具备土星5号能力的1/100了!其实无需担心,第一,月球登陆的质量只有代号为“鹰”的登月飞船+着陆器,就是如下结构:

下半部分将成为登月飞船返回时的发射台!

第二、月球的逃逸速度只有1.68KM,即使月球轨道脱离速度也只有2.38KM,因此质量大大减小的情况下,脱离月球引力当然就更容易了!

这是“鹰”返回时的GIF动态图,其实发动机工作时间也不长!

因此并没有各位想象如地球上出发时那么困难,尽管会比出发时容易,但即使到现在为止,载人登月仍然只有NASA一家完成,由此也可见一斑,载人航天特别是载人登陆其他天体,还真不是一般国家能玩的!


星辰大海路上的种花家


美国登月这件事是挺牛逼的,但所利用的科技也不算什么太过超前的技术。也是利用火箭飞行器,将航天员送到太空的,后有架使主飞行器中的登月器在飞向月球的,在月球的降落也是在利月球的引力下落,这时登月器上的推进器只提供反向的推力,达到减速的作用的,使着陆器安全降落。完成实验,航天员又乘坐着陆器推进器向下的推力离开月球的。这时推进器是达到加速为得只是挣脱月球的引力回到太空的。全部过程的推进器都和火箭推进器一个原理。





歌唱的小猫咪


很简单,美国人采用的方法与离开地球完全一样,也是采用火箭助推,将登月舱推离月球表面,返回在环月轨道上运行的指令舱对接,宇航员返回指令舱,然后抛弃登月舱,指令舱返回地球。

由于月球的重力场很低,因此脱离月球表面的环绕速度只需要1.6km/秒,因此只需要单级火箭即可抵达该速度,月球返回火箭所需要的燃料与推力都很有限度,无需类似地球火箭的多级结构,火箭的体积与重量都很小。

地球上为何要是用多级火箭呢?很简单,是因为单级火箭的辅助结构重量(发动机的质量、燃料罐本身的质量)都很大,导致装载的燃料重量与这些辅助重量的比值不可能太大,很多火箭发动机的推力需要用于克服这些相对无用的质量飞行,非常的不划算,以致于人类想出一个间接的办法,那就是采用多级火箭+途中抛弃无用火箭结构的方式,降低对整个燃料推力的无用耗损,最终实现用有限的燃料将最终载荷加速到规定速度的目的。

而脱离月球则简单多了,但火箭的结构与原理依旧一模一样,登月舱自带液体火箭发动机和燃料仓(自带氧化剂),而且登月舱还带有起落架,月球下降时利用同一枚火箭制动减速,降落在月球上比较平坦的位置并保持登月舱的向上姿态,完成月球探测任务后,宇航员们返回登月舱,启动火箭脱离月球,最终把登月舱加速到1.6km/秒,并与在月球环形轨道上待命的指令舱对接,宇航员返回指令舱,然后抛弃登月舱,指令舱按照规定路线返回地球。


楚楚夫


看了很多这样精彩内容的科学文章,人类已经能够离开地球到太空。登月这件事在头条看了很多次,由于这件事情已经过去很长时间,人们对这件事情的认可,还是有不同看法。科学,或者说真理的过程,也是一个不断重复的过程,正由于真理的不断重复性,前人发现的真理,在后人依然重复出现。登月即然已经成功,发明创造已经产生,重复就不是困难的事情。科学家牛顿发现万有引力定律,是前人没有做到的,现在后人重复他的思想就变的容易。真理是能够重复的。重复也是使人确认的好方法。


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