月球上並沒有發射基地,阿波羅號是如何返回地球的?

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美國上世紀六七十年代成功實施了載人登月工程,這一壯舉震驚世界。阿波羅系列載人登月飛船和用於發射飛船的土星五號運載火箭名聲大噪,而用於發射土星五號,位於卡納維拉爾角肯尼迪航天發射中心的39號發射臺也格外引人矚目。



土星五號全長110多米,起飛重量3038噸,起飛推力3400噸,相當於把一艘中型驅逐艦送上太空,速度至少達到7.9千米/秒。這樣大的質量和推力,當然需要一個龐大的發射基地和塔架了,所以在地球發射航天器必須先修建發射場。那麼問題來了:阿波羅載人登月的登月沒問題了,那是從地球的發射基地起飛的,但月球沒有提前修建發射基地設施,沒有發射塔架,那登月後從月球如何起飛返回地球?為了解釋這個問題,咱們先來看看阿波羅飛船的結構組成和如何登陸月球的。

阿波羅飛船由指令艙、服務艙和登月艙組成,總質量47噸,高約16米。中間的指令艙呈圓錐形,是宇航員主要生活和工作的空間。左邊服務艙則是攜帶推進劑和設備儀器的艙段。登月艙對接在指令艙端,登月時與指令艙分離,獨自登陸月球。

下面說一下登月艙是如何從月球起飛的以及不同於地球發射的原因。


看見圖中的登月艙了吧?登月艙由下降級和上升級組成,落月時它們是一起落月,主要利用下降級的著陸發動機懸停反衝軟著陸月面。下降級就是圖中下方用金色箔紙包裹的部分,上升級就是上面白色的艙室。其中下降級就是阿波羅飛船登月艙飛離月球的發射架。宇航員在完成月面任務後登上弦梯進入白色的上升艙段內,

上升級攜帶發動機和推進劑(登月艙淨重4.1噸,加上推進劑總重14.7噸,其中推進劑10.1噸,分配於下降級和上升級),相當於一枚小型載人運載火箭。飛離地球時,上升級以下降級為發射架,點火起飛,載著兩位宇航員緩緩上升。



為什麼在月球上不像在地球上那樣,發射火箭必須在發射基地用發射塔架呢?這是因為月球的引力只有地球的1/6,同樣的發射質量只需要1/6的力量就能達到同樣的加速度。同時火箭也用不著攜帶大量的推進劑以至於變成個龐然大物。同樣的載荷,火箭質量可不是僅僅減少為原來的1/6,這裡面有複雜的計算公式,這裡就不多說了。總而言之發射架承受的力大大減輕,所以在月面起飛只需簡易的發射架即可。

再說一下阿波羅飛船是如何返回地球的

好了,咱們接著說從月面起飛後的過程:上升級速度逐漸達到1.5千米/秒(差不多隻是地球第一宇宙速度的1/6――1/5)的月球第一宇宙速度後,開始環繞月球,尋找月球軌道上的阿波羅飛船的指令艙和服務艙組合體,然後和組合體對接,

宇航員從登月艙上升級轉移到指服組合體。然後再拋掉登月艙上升級,調整指服組合體航向開始返回地球,經過三天的飛行後,在進入地球大氣層前(三名宇航員早就在指令艙中就坐),拋掉服務艙,指令艙帶著三名宇航員以近第二宇宙速度(11.2千米/秒)採用彈跳式二次再入大氣層的方式返回地球,



平安降落大洋中。

這是阿波羅11號、12號、14號、15號、16號和17號載人登月飛船返回地球的方式。

阿波羅13號返回地球的方式稍有不同,因為在發射後第三天服務艙氧氣罐發生爆炸,炸掉了一半服務艙,


指令艙氧氣也開始洩露,登月已不可能,這時離地球32萬公里。美宇航局地面指揮中心果斷決定利用登月艙載三名宇航員返回地球,先是繼續飛向月球繞轉到月球暗面後啟動登月艙,利用引力彈弓效應變軌進入自由返回軌道,阿波羅13號的三名宇航員克服重重困難最終來到地球大氣層邊緣,宇航局做了一個違反常規的做法:拋掉指令艙而不是登月艙,三位宇航員乘坐登月艙進入大氣層,最後平安濺落太平洋。



物原愛牛毛1


在50年前,阿波羅11號登月飛船載著兩名宇航員首次成功登陸月球表面。經過將近一天的時間之後,飛船又載著兩名宇航員安全地飛離月球。

此後,NASA又相繼成功進行了5次載人登月任務,每次都像阿波羅11號那樣登陸並離開月表,只是每次的月錶停留時間變得越來越長。不過,NASA始終沒有在月球上建造固定的發射塔架,那麼,飛船是怎麼離開月球的呢?

一直以來,有不少人以此為理由來質疑阿波羅載人登月任務。有這種疑問的人往往缺乏對阿波羅飛船的瞭解,載人登月並且安全返回地球並沒有想象中的那麼簡單。

為了解阿波羅飛船如何離開月球,先要了解它如何登月。阿波羅登月艙由下降級和上升級兩部分組成,每一部分都配備有火箭發動機和燃料。正如其名,在登月艙下降的過程中,下降級的火箭發動機會點火,使得登月艙的速度逐漸降低,並最終安全地降落在月球表面。

當月表任務執行完之後,兩位宇航員會進入到阿波羅登月艙的上升級。此時,下降級就成為了上升級的臨時發射塔架。雖然上升級的火箭推力使其在地球上起飛,但由於月球的引力較小,月表逃逸速度只有2.38公里/秒,所以上升級可以從月球上起飛,並進入月球軌道中。

阿波羅任務每次都有三位宇航員參與,其中兩位登月,還有一位則留在指令艙/服務艙中一直繞著月球運動。在登月艙上升級進入月球軌道之後,它會與指令艙/服務艙對接。接著,兩位登月宇航員會進入指令艙/服務艙中,而上升級則會被分離。指令艙/服務艙的推進器點火,將其推向地球。最終,服務艙與指令艙分離,指令艙帶著三位宇航員著陸地球。


火星一號


月球上並沒有發射基地,阿波羅號是如何返回地球的?

這可能是很多小夥伴心中的疑慮,畢竟發射阿波羅登月飛船的土星五號火箭發射時巨大的發射架大家是有目共睹的,那麼阿波羅從月面返回時並沒有如此發射塔架可以利用,它是怎麼從月面重新起飛並返回的?

一、發射阿波羅飛船的土星五號為什麼要那麼大?

一般的送往近地軌道的飛船火箭並不需要如此巨大的發射火箭,確實如此,因為它們只需要到達近地軌道然後再返回!那麼阿波羅登月飛船是如何的結構呢?

一艘完整的阿波羅飛船總共有四部分組成,分別是服務艙、指令艙以及登月艙的上升級和下降級,如果只是環地球軌道,那麼只需要一個指令艙即可,但這是去月球,來回加上月面活動的時間需要十幾天,而且總共四個部分組成的總質量高達40多噸,在當時的條件下,也只有土星五號那巨大推力的火箭才能將阿波羅飛船成功送入環月軌道!

二、從月面返回的飛船是哪一部分?

上圖是登月艙的上下結構,兩部分是獨立的,但下降時候是連在一起,因為下降時用的下半部分緩衝著陸,上升段則是返回時直接從下降段上起飛!整個登月艙總共約14-15噸,但很明顯上升段並不會全部帶回這個質量!另外還有一個重要的數據是:

地球的環繞速度:7.9千米/秒

月球的環繞速度:1.4千米/秒

很明顯與地球比起來,月球更容易達到環繞速度,為什麼不是逃逸速度?因為登月飛船的上升段只要到軌道和指令艙對接即可,真正回到地球的是指令艙而已,登月艙被遺棄在月球軌道,最後到達地球時服務艙也被遺棄在地球軌道!

因此與發射出去時40幾噸的總質量比較,從月球起飛時10噸都不到,而且月球引力比較小,起飛火箭推力要求低!

三、登月艙的上升段是如何起飛的?

請注意底部的下降段就當成了臨時的發射臺!也許各位並沒有看到如地面火箭發射時候所發出的大量煙火的場景,這跟火箭尾焰在真空中擴散方式以及燃料性質是有關係的,起飛瞬間各位可以看到火焰,並且臨時發射臺上雜物亂飛!起飛後其實發動機一直在工作,但並沒有朝著攝像頭,因此我們無法見到尾焰,不過這個視頻並沒有到此結束,而是還有挺長一段時間,能看到一直到飛船轉彎時候尾噴口對著攝像機時的火光!

嫦娥五號返回階段也是同樣的結構,下降段底座作為發射臺!無論從月面起飛成功還是失敗,這個下降段在降落之後就完成了使命,而作為發射臺是它的剩餘價值!


星辰大海路上的種花家


並不需要在月球再重新建造一個和地球上類似的發射基地,當時登陸月表用的登月艙就是“發射基地”,宇航員進入登月艙上升段,而登月艙的下降段則被當做發射平臺。

1969年阿波羅十一號成功實現人類史上第一次登月,兩位宇航員利用登月艙降落月球后,還有另一位宇航員則留在指令服務艙內繞月飛行

在月表上的工作完成後,兩位宇航員進入登月艙,隨後登月艙上升段起飛,下降段則作為發射平臺永遠留在月球,當然了,為了保證飛行順利,必須將一切非必要的物品全部留在月表。

之後,登月艙上升段與繞月飛行的指令服務艙在進行對接,隨後再將登月艙拋棄

然後點火飛向地球,在進入地球軌道後,指令艙與服務艙分離,宇航員坐在指令艙內降落地球。

這就是當年登月宇航員大概的返回過程。

總的來說,阿波羅登月計劃是一項耗時巨大、計劃嚴密的一項航天工程,並非網絡上謠傳的神秘騙局。

期待您的點評和關注哦!


賽先生科普


美國上個世紀六十年代末至七十年代初短短的三年左右的時間密集的進行了七次載人登月從阿波羅11號~17號,其中阿波羅13號失敗,因此共成功了六次把12個人送上月球表面。這也是人類迄今為止最遠的足跡。
圖:阿波羅11號阿姆斯特朗的第一個腳印

由於是載人登陸月球就需要考慮返回的問題,所以探測器的重量比較龐大超過40噸尤其是後幾次登陸還帶上了月球車。在地球和月球相比較擁有更大的逃逸速度,同時還有空氣阻力的影響。因此需要大推力運載火箭的參與,這也是載人登月成功的關鍵所在。



圖:土星五號大推力運載火箭

運載火箭把探測器送入地月轉移軌道,之後拋掉多餘的設備,僅剩下如下的裝備:指令艙、服務艙、登月艙
到達指定點後登月艙載著兩名宇航員和指令艙分離準備降落月球,在指令艙中留守一名宇航員。這個時候登月艙的下降級火箭在反衝作用,並且落到月球表面後起支撐架作用。

宇航員月面執行任務後帶著月球樣本丟掉多餘設備返回登月艙上升級,隨既執行上下級分離,上升級的火箭點火帶著宇航員逃離月球。由於月球的第一宇宙速度為1.4公里每秒,並且沒有大氣,在月球上起飛會更容易一些。

上升級環月後與指令艙對接,兩名宇航員帶著樣本進入指令艙,隨後上升級和指令艙分離,上升級被拋棄在環月軌道上。指令艙帶著三名宇航員進入地月轉移軌道,到達地球后服務艙分離拋棄,指令艙帶著三名宇航員著陸地球。
以上差不多就是登月到返回的完整過程了!



科學黑洞


離開月球最困難的地方就在於擺脫月球的引力,而擺脫它的引力,並不一定需要什麼發射基地,因為月球的引力並不大,至少比擺脫地球的引力要簡單的多,所以並不需要像地球上一樣的發射基地。


月球的質量為地球的1/81,重力加速度才是地球的1/6,逃逸速度為2.4㎞/s,唉地球的11.2㎞/s要小的多,總而言之,只要你的速度達到2.4㎞/s,你就能離開月球。


阿波羅系列的飛船,從月球上返回地球,靠的是能產生逃逸月球的引力束縛的返回艙,返回艙在登月艙的上部分,登月艙的下部分是用來著陸月球表面的。返回艙攜帶一定的燃料,能產生達到逃逸速度的推力,所以能逃離月球返回地球。

而登月艙的下部分類似地球上的發射架,可以認為是一個小型“發射基地”。


擋不住的熵增



1969年美國阿波羅11號飛船成功將3名宇航員送上了月球,除了留守在指揮艙內的邁克爾·科林斯外,另外的兩名宇航員阿姆斯特朗和奧爾德林分別成為了第一和第二位踏上月球的人類,由此也標誌著美國阿波羅計劃的圓滿成功,截止到1972年最後一次登月,美國一共先後6次把12名宇航員送上了月球。

美國的阿波羅工程放到現在也是驚世駭俗的超級工程,自結束到現在的50年間再也沒有國家登上過月球,由此衍生出了各種各樣的登月陰謀論,千奇百怪的理由讓人大跌眼鏡,“月球沒有發射架宇航員怎麼回來的?”這種問題還屬於登月陰謀論中比較低級的那一類。



美國登月使用的土星五號火箭直到今天也還是運力最強大的火箭,而真正到達月球表面的只有著陸艙和艙內的兩名宇航員,土星五號的指揮艙還在月球環繞軌道上待命。

當阿姆斯特朗和奧爾德林在月球上完成科學任務後,登月艙的上半部分攜帶者岩石標本和兩名宇航員飛離月球前往環繞軌道與指揮艙對接,最終三名宇航員再回到地球。而並不是說宇航員直接用一個小小的登月艙就回到了38萬公里外的月球。


地球上的發射基地是為了讓火箭重複利用並且飛出大氣層,而月球上的登月艙是一次性設備,而且只需要飛到指揮艙附近就行,根本不需要發射基地。


宇宙探索未解之迷









傲翔鷹


多好的問題啊。揭示了一個重要而並不淺顯的道理:基地與火箭發射沒有必然的聯繫。

有基地雖然可以做許多事情,但是,在這個世界上,離開了基地,照樣可以做幾乎任何事情。


郭城3點14壹伍玖


返回艙底座就是個發射平臺


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