先行者2018
没有只走两步,在月表上行走的时间超过了两小时,肯定步数超过了100步了吧。阿波罗计划登月用的飞船总共分为三个结构:登月舱、指挥舱、服务舱,登月舱顾名思义,登月专用,登月舱还分为两段,一个是下降段,一个上升段。
登月的过程是这样子的,指挥舱与服务舱在月球轨道上环绕着飞,登月舱与它分离独立登月,里面站着奥尔德林、阿姆斯特朗两位宇航员。科林斯待在环月指挥舱中,准备接应他们。
阿姆斯特朗与奥尔德林登月之后,在月球上面待了大约21个小时,采集月球岩石样本,期间在月球上还休息了一阵子,最后搭乘登月舱上升段离开月球表面。
题主疑问,登月舱上升段的火箭推力足够带他们离开月球表面进入轨道中吗?
没问题的,这已经在研制时就经过了精密的计算,甚至登月舱中连宇航员的座位都没有,为的就是减轻登月舱重量,此外,离开月球时,除了携带采集好的月球岩石样本外,带来的科学组件悉数留在了月球上,本来十几吨重的登月舱,离开的时候估计也就四五吨重,返回发动机点火,将他们带离月面进入环月轨道与停留在轨道上的科林斯会合,转移物品,然后把登月舱的上升段丢掉,服务舱主发动机启动,飞离月球。
燃料是自带的,有问题吗?地面垂直起飞有问题吗?只要推力足够,想从哪里飞就从哪里飞。月球的重力仅是地球的六分之一而已,更何况还没有大气层。
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科幻船坞
50年前,阿波罗11号的宇航员阿姆斯特朗和奥尔德林先后踏上月球的土地,实现了人类登月的壮举。他们在月表上活动了2.5小时之后回到登月舱,随后乘坐上升级离开了月球。在阿波罗11号之后,还实现了5次载人登月任务,另有10位宇航员登陆月球,并以同样的方式离开月球。
关于题主的第一个问题,月球上是没有先期建造的火箭发射塔,但这并不意味着就不能发射火箭。关于题主的第二个问题,登月舱并没有存储了往返地球和月球的燃料,只有往返月球表面和月球轨道的燃料。阿波罗计划的登月方案并非是直接的地月往返,而是利用月球轨道作为中转。
飞向月球的飞船由三部分组成,分别是指令舱、服务舱和登月舱。在飞船到达月球轨道之后,登月舱会跟指令舱/服务舱分离。一名宇航员会驻留在指令舱/服务舱上绕着月球飞行,另外两名宇航员则会驾驶登月舱着陆月球。
登月舱又分为下降级和上升级,这两级使用的氧化剂都是四氧化二氮,燃料都是航空肼50,下降级的推力为45千牛,上升级的推力为16千牛(详细数据见NASA)。在登月过程中,下降级的发动机会启动,使得登月舱可以着陆在月球上。而当宇航员完成任务离开月球时,他们会进入登月舱的上升级中,下降级作为发射塔留在月球上,上升级的发动机启动可以把宇航员带离月球。
由于月球上几乎没有大气,并且引力也比地球上弱得多,所以月球上的第一宇宙速度只有1.7公里/秒。虽然登月舱上升级的推力并不大,但它也能够飞离月球,进入月球轨道中,与在轨运行的指令舱/服务舱进行对接。
此后,登月舱上升级会被留在月球轨道上,三名宇航员乘坐指令舱/服务舱飞向地球。再入地球大气层之前,服务舱会分离,最后只有指令舱带着宇航员返回地球。
火星一号
当年NASA的阿波罗11号首次载人登月成功,随后阿波罗12,14,15,16,17等五次也相继成功实现载人登月并成功返回。 先后历时11年,在1972年结束时,阿波罗计划先后送上了12名宇航员登陆月球。
阿波罗计划考虑可行性和经济性,采用的登月返回方案是月球轨道回合方案。其中载人登月飞船由指令舱、服务舱和登月舱组成。当飞船进入低月球轨道以后,登月舱会和指令和服务舱分离,通过登月舱自身发动机的推力,在月球表面软着陆。
当宇航员在月球表面完成指定的科考任务好后,就会进入到登月舱的上升舱准备返回。在月球上,飞行器只需1.7km/s的速度就可以离开月球表面。以登月舱下段为发射台,点火上升舱舱的发动机,即可将上升舱送回到指令和服务舱所在的低轨道对接。
宇航员进入指令舱后,丢弃上升舱。服务舱点火将指令舱和服务舱送回到月底转移轨道,在进入地球大气层前,指令舱和服务舱分离后,进入大气,最终着陆地面,完成载人登月这一项复杂而精密的工程。
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量子实验室
这个问题很简单,要了解月球的环绕速度和登月舱的结构。
为什么地球发射卫星需要发射架呢?
因为地球的质量比较大,所以地球的第一宇宙速度相对来说就比较大,也就是最小发射速度需要7.9km/s的速度。
这样的速度就需要极多的燃料维持,燃料越多,火箭体积越大。为了便于稳定就最好弄个发射架给稳定住。
但是要知道,月球质量比较小。这就导致其第一宇宙速度,也就是最大环绕速度或最小发射速度只有1.68km/s。
所以登月舱只要速度达到1.7km/s就完全可以脱离月球表面了,所以携带的燃料就比较少,体积就小了很多,也不必为了稳定而专门建立一个发射架。
但是要回到地球还不行,月球的第二宇宙速度是逃逸速度,也就是2.4km/s
但是没关系,只要登月舱先到达绕月轨道就行。
脱离月球需要更大的速度,也就需要更多的燃料。不过在月球轨道上一直停留着登月指挥舱和服务舱。这些舱里面有更多的燃料。完全可以保证逃离月球。
登月过程一共包括登月舱,指挥舱和服务舱。到达月球轨道以后,其他两个舱在轨道上原地待命。只有登月舱下降月球表面。登月舱有飞飞上升舱,和下降座驾。
在返回的时候,登月舱抛弃下降阶段的座驾而只有上升舱回到月球轨道和指挥舱对接。然后再返回地球。
科学认识论
从地球的角度来看,我们在执行某个航天任务的时候,一定要有一套完整的设备,例如火箭发射架,运载火箭,以及各种指挥和通信工具等。
那么之所以要有这样的东西,一个是因为我们要时时的掌握和控制各种航天数据,另外一个则是要摆脱地球的引力,让火箭得以顺利进入太空中。
但月球就比地球好的多,因为月球的引力很小,它只有地球的六分之一,所以同样是摆脱引力的作用,从月球往太空飞就要容易的多。
所以月球上虽然没有发射架,但只要保证宇宙飞船有足够的燃料,就可以保证它能摆脱月球的引力,然后重返地球,那么当年的阿波罗11号就是这么做的。
事实上当年在执行完任务之后,阿姆斯特和队友就立刻返回了登月舱,然后在发动机的驱使之下,登月舱的上级和下级分离。
上级带着宇航员们重返月球轨道,与一直环绕在月球轨道的指挥舱对接,而下级则永远的留在月球场面,成为人类登月留下的痕迹之一。
那么指挥舱的推动之下,阿姆斯特朗等人重回地球轨道,然后一步一步重返大气层,然后就和我们今天看到的一样,返回舱在进入大气层之后,以极快的速度往下落。
但在降落伞的作用下,返回舱的速度始终处于一个安全值,最后返回舱安全的掉在了夏威夷附近的海域,那么人类首次登月也宣告成功,而后美国又故技重施,又5次登上月球,其记录至今让人仰望……
种植恒星
在成功登月且在月表逗留一段时间后,宇航员们会重新回到停留在月表的登月舱里,随后登月舱的上升级点火起飞,留下登月舱的下级。
之后上升级与环月轨道上的指令服务舱对接,随后抛弃上升级,最后指令服务舱载着宇航员返回地球,达到地球轨道后,再抛弃服务舱,最后只有指令舱下落地表。
这一系列步骤都是预先计划好了的,返回所用的燃料也都是从地球上带过去的,不过为了返回过程的顺利,宇航员们还是把一些不必要的东西全都留在了月球,这也是为什么几次登月下来,月球上会留下上百吨“垃圾”的原因(也包括其他国家的探测器之类的东西,不过大头仍旧是阿波罗计划遗留的)
阿波罗计划就是美国为了在航天领域赶超速苏联而提出的,最后由美国人在1969年率先载人登陆月球。
不得不说这是人类科学技术的伟大胜利,毕竟远在38万公里处的月球,不是想去就去的成的,至今50年过去了,全世界也依旧只有美国载人去过月球。
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赛先生科普
美国在1969年~1972年共进行了七次载人登月,六次成功把12名宇航员送上月球。分别是阿波罗11号、阿波罗12号、阿波罗14号、阿波罗15号、阿波罗16号、阿波罗17号,阿波罗13号出现事故但是人员没有伤亡载人登月失败。
阿姆斯特朗是阿波罗11号的指令长,奥尔德林是登月舱驾驶员,科林斯是指令舱驾驶员,所以只有前两位踏上月球,科林斯留守在指令舱绕月飞行。1969年7月21日凌晨2点56分阿姆斯特朗踏上月球表面,并说出了著名的一句话:这是一个人的一小步,却是人类的一大步。在15分钟后奥尔德林走出登月舱踏上月球。
他么踏上月球后插上一面旗子,开始拍照采集样本,同时在月球表面留下了一个纪念牌,以缅怀为航天事业牺牲的苏联宇航员尤里·加加林、弗拉基米尔·科马罗夫以及阿波罗1号的三位宇航员查菲、格里森和怀特。阿姆斯特朗和奥尔德林只在月球表面待了两个半小时开始返航。
月球因为质量小引力小,在月球上起飞发射比地球上简单的多。阿波罗11号大体上分为登月舱和指令舱两部分,登月舱又分为下降级和上升级。在着陆的时候下降级点火减速消耗燃料,从月球返回的时候下降级充当发射架被遗留在月球表面,上升级点火离开地面与正在绕月飞行的指令仓对接。对接完成之后阿姆斯特朗和奥尔德林进入指令舱,并且与上升级分离,上升级最终的命运就是坠落在月球表面。指令舱点火飞回地球,最后入大气层降落地面上。
科学黑洞
阿姆斯特朗作为阿波罗登月计划,世界第一个登上月球的人,可以说他走出的那两步具有非凡的意义。他自己也曾经说过,他的一小步,人类的一大步。
我想,现在大家关心的问题在于,登上月球的他后来是怎么离开月球回来的。以至于都怀疑登月造假了,认为再返回来估计是不可能的。
事实上,当时是有两位宇航员登陆月球的,分别为阿姆斯特朗和奥尔德林。还有一位宇航员叫做柯林斯。负责指挥舱做环月轨道飞行。登月舱和指挥舱分离后,指挥舱做环月飞行,登月舱进行软着陆。
待登月舱平安降落在月球“静海”的西南部后,开始了历史性的一刻,首先当然是出舱喽,完成人类第一次踏足月球的壮举。然后嘛,插入象征意义的美国国旗。随后采集月面岩石标本,安放了地震仪和激光反射器等等和一系列的科学探测。
待一切完成后,那就是离开月球了。登上登月舱,点燃登月舱上升段火箭,飞离月面。带达到已预订的轨道高度后,由指挥舱的柯林斯与其会合对接后,通过连接通道进入指挥舱,随后抛弃登月舱。最后就是返回地球了。
月球由于处于真空状态,物体运动几乎没有阻力,而且月球引力只有地球6分之一。并不需要太多燃料其实就能够离开月球的。
良良引力波
首先爆个料。
大家看到的尼尔·奥尔登·阿姆斯特朗踏上月球的“第一步”是彩排后拍摄的结果,因为他需要先爬下登月舱从底下卸下实验包,取出电视摄像机调试好拍摄角度并连接好通信线路,再返回去表演一次。
(“第一步”的原始图像与处理后的电视图像)
阿姆斯特朗说“这是个人迈出的一小步,但却是人类迈出的一大步。”如果放在今天讲,很可能会引起关于性别歧视的轩然大波。
(阿波罗地面练习模型,拍摄出舱画面的16毫米摄像机所处的位置)
因为他的英文原文是:“That's one small step for a man; one giant leap for mankind.”
阿姆斯特朗事后承认他当时说的是“男人的一小步”,地面电视编辑人员把他的那个“a”用杂波盖掉了,同时将他两次的录音进行了重新编辑,于是大家听到的声音便成了:
"That's one small step for man; one giant leap for mankind".
按下闲话不表,且看阿姆斯特朗和奥尔德林在走了两步之后都做了些什么。
两位宇航员向休斯敦中心汇报了月面土壤情况以及他们行走的感受;取出哈苏相机进行调试拍摄;不时以摆弄电视摄像机;然后取出采样器对月球表面的土壤和石块进行了采样。于此同时,两位宇航员不断地与休斯敦中心进行沟通,向他们描述周围的环境和看到的石头形状......
(首次登月,宇航员们的活动范围并不大)
也许是受限于当时电视技术的不发达,地面控制中心无法看清楚二人到底做了什么以及看到了什么,所以两名宇航员事无巨细地通过无线电向休斯敦汇报一切,简直是口水多过茶。
很显然,这是必要的,他们不是到月球旅游,他们是肩负任务而来。
(缝在宇航员袖口的任务流程,抬手就能看见)
(奥尔德林在飞船旁边插了一个监测太阳风的装置)
(星条旗组件)
之后他们取出了美国国旗,并将其插在了登月舱的旁边。
(休斯敦控制中心现场)
在与美国总统尼克松进行通话后,两位宇航员继续他们的工作。
他们在月球上安放了一台地震仪和一台激光测距反射器,然后又在距离稍远一点的地方进行了地质标本取样和拍照。在月面活动计划超时半小时后,他们带着21.55公斤的月球样本回到了登月舱,准备返回程序。
宇航员们准备返回地球的时候发现了一个意外:奥尔德林在回到狭窄的登月舱时不小心碰断了一个开关的小塑料手柄,这是上升段主发动机的一个保险开关,万幸的是奥尔德林拿一支圆珠笔插到插槽里把开关打开了。
(被碰断的开关就在这一排排的开关中间)
在经过了一系列复杂的检查和准备流程之后,阿波罗11号登月舱上升段准备点火升空。
(登月舱的上升段与下降段之间有一些爆炸螺栓进行连接)
当爆炸螺栓被接通电流时会发生爆炸,爆炸所产生的巨大推力将把飞船上升段推离月球。
(阿波罗飞船爆炸螺栓爆炸前后剖面示意图)
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周志宏glee
美国总统肯尼迪是一位对宇航事业非常支持的总统,在当时美国航天技术全面落后于苏联的情况下,肯尼迪进行了著名的登月演讲:“我们选择去月球,不是因为登月很简单,而是因为它很难”,当肯尼迪宣称要在10年内登上月球后,海量的资源和资金注入到了NASA,阿波罗计划当时一共花掉了255亿美元 ,占了美国GDP的0.57%,当时全美科研经费的20%全投进了阿波罗计划,30万人和200多所大学80多个科研机构为阿波罗计划提供技术保障。
第一次载人登月的已经是阿波罗11号了,美国在肯尼迪十年之约的第九年踏上了月球的土地,在此之前已经有数艘阿波罗飞船进行了实验和测试,最终阿波罗11号任务通过土星五号运载火箭启程前往月球,在到达月球轨道之后阿姆斯特朗和奥尔德林坐上登月舱降落到了静海基地,开始了人类第一次月面行走并收集了海量的月球标本。
宇航员们回来的时候也是通过登月舱回来的,月球的逃逸速度很低,体积小巧的登月返回舱完全可以带着两名宇航员和月球岩石标本回到月球轨道的服务舱进行对接,当登月的两名宇航员和服务舱内的宇航员会合之后便开始返程回到地球。
最后回到地球的只有宇航员和几十公斤的月球岩石标本,在降落到海上后一小时内美国的直升飞机就发现了他们。