03.04 月球溫差高達400度,美國宇航員為什麼能在月面待好幾天?

流動的風景14


首先所有阿波羅的降落全部選在了月球的日出,讓太陽輻射沒有那麼長時間加熱月球土壤。其次阿波羅降落地點都選在了溫度浮動相比較而言不大的地方。



最後最關鍵的是溫度只是我們對熱量的一種理解方式,月球沒有大氣,所以熱量只能通過輻射和直接接觸的方式傳遞給宇航員。所以阿波羅登月的艙外用航天服以白色為主,儘可能反射太陽光的輻射帶來的熱量。NASA預估這一整套航天服反射90%的陽光,而月球土壤只反射大約8%的陽光,也就是哪怕沒有任何溫度控制裝置,在太陽光照射下航天服的升溫速度都只是月球土壤的十分之一。

和月球土壤直接接觸的部分只有宇航員足底和手套,所以只要在這部分做好隔熱處理就行了。同時月球土壤密度很低,也不利於熱量的傳輸。


有魚絲


月球自轉一圈大約需要28天,所以白天14天,晚上14天。白天如果是太陽直射,則因為月球上面沒有大氣阻擋,溫度會達到130-150℃。晚上因為沒有大氣保溫,溫度會下降到-180℃左右。而美國阿波羅17號的兩個宇航員在登上月球后,足足在上面待了75個小時,那麼他們又是如何忍受如此高溫呢?



其實,這兩位宇航員登上月球的時候,月球正面並非處於太陽的直射點。它們登陸的時機剛好是月球正面接近半晚的時候,這個時候溫度並不是很高。就像我們的嫦娥四號在1月3號登陸了月球背面,但是1月6號剛好太陽直射背面,即月球背面進入了“正午”時刻,所以嫦娥四號選擇了休眠。過了4天到昨天10號,月球背面處於接近半晚階段,氣溫適宜,嫦娥四號又再次醒來進行工作。等到再過8-10天,月球背面又會進入夜晚“零點”時刻,氣溫會下降到-180攝氏度左右,估計嫦娥四號還可能會在進行一次休眠防止凍壞。




另外一個方面,宇航服都設計的放熱防寒功能,即便是環境溫度超出人體正常溫度幾十度,宇航服也可以保證裡面溫度仍然是人體正常溫度。看過電影的人可能會注意到,火星生物卡爾文在附身宇航員時,破壞的就是這個航天員衣服釐米的防凍液和撒熱液,這說明宇航服裡面絕對是設計了機關可以保證溫度穩定的。



所以正是以上兩個原因,才是的美國宇航員可以在月球上面待了70多個小時。


科學探秘頻道



月球是地球唯一的天然衛星,引力僅僅是地球的六分之一,所以月球表面和周圍的太空是直接接觸的,並沒有大氣層來給月球保暖或者過渡,雖然月球晝夜溫差近300℃,但是月球的白天和黑夜分別是兩週左右,美國宇航員登上月球時,月球正面正處於白天,溫度只有130多度。

其實用溫度來描述月球並不是很準確,因為溫度是巨量分子運動產生的,而月球上接近真空的環境是不可能實現我們日常生活中感知到的溫度的,在月球上最大的熱源就是太陽,太陽的熱輻射和地球上的130℃是有很大區別的,因此宇航員們的宇航服除了隔熱保暖保持大氣壓外還能防輻射。


前面已經說過了,月球上的一天相當於地球上的14天,這是由於潮汐鎖定帶來的自轉和公轉週期相同導致的,美國的歷次登月行動中阿波羅17號時間最長,塞爾南與施密特兩名宇航員在月球上待了75個小時,最後帶回來110千克月球岩石,阿波羅17號認為也是阿波羅計劃最後一次登月認為。

阿波羅17號於1972年12月7號晚上發射,從發射到最後離開回到地球用了近半個月,在月球上那75個小時剛好是月球上最“舒適”的時間段,溫度在0到60度左右,沉重的宇航服完全可以適應這個溫度。

塞爾南與施密特駕駛月球車在月球上跑了35千米,一路敲敲打打,最後返回地球時兩名宇航員都和月球道別,並且希望在未來帶著人類的和平重新回到月球。


宇宙探索未解之迷


月球溫差雖然可達到400℃,但宇航員並不會赤身露體地到飛船外,宇航服可以隔絕高溫,並且這400℃的溫差發生於月球的一個晝夜,相當於地球上的一個月。

美國6次登月的宇航員在月球待的最長時間是72小時,相當於地球的3天,3天時間對於月球來說大概只是過了一個早上或者一個下午,從美國曆次登月照片看來,宇航員的影子都挺長,可能是避開了月球的正午時刻,也就是月球表面最熱的時候,也有登陸點的選擇,月球是球體不同維度受光照也不大相同。宇航服是專用的艙外設備,設計階段也充分考慮了隔熱的問題,所用的材料是耐高溫的,可以抵擋150℃左右的高溫,如果不是正午時刻登陸,面臨的威脅會小一些。

相對而言,我國玉兔二號著陸月球背面,從嫦娥四號著陸器中出來的時候,看起來影子很短,陽光快成直射了,從時間上是接近月球正午的,因此讓玉兔二號動力等分系統進入休眠,可能更多地是為了保險。其實人類近幾十年的航天活動已經充分了解了月球和太空的環境,可以採用多重方法隔絕高溫,比如嫦娥四號登陸器就貼著隔熱反光的材料,美國登月的時候登月艙上也蒙著一層,國際空間站在太空的時候太陽能電板和陽光之間的角度也是常調節著的,都是為了避免光的影響。

這些經驗都可以用於月球登陸活動,宇航員在月球的時候,也不可能一直工作,而是分時段地工作和休息,並且宇航員的自主性更高。而我國讓玉兔二號休眠,可能更多地是為了保險,並不是說它就真的無法活動了。


來看世界呀


月球上面沒有大氣層,它不像火星,還有一層非常薄的大氣層,所以月球表面的溫度非常低。太陽系中最冷的地方是哪裡呢?大家可能說是冥王星表面,或者說是天王星,海王星附近。其實不是的,太陽系最冷的地方就在月球的永凍區,永凍區有一些隕石坑,隕石坑內部永遠沒有陽光的照射,所以月球其實是一個很神奇的地方。


其實月球大部分區域溫差時間很長,因為月球白天能有14天,夜晚也有14天左右,不是12小時和12小時,所以這也不能用溫差大來形容。而且阿波羅計劃的宇航員登陸月球的時候都是白天,溫度也只有130攝氏度左右,另外登陸月球也不是住在哪裡了,每一分每一秒都有規定,需要做什麼科學研究。在外活動的時間也就幾個小時時間……所以平時有宇航服和登月艙的雙重保護。


說到宇航服,宇航服為什麼造價極高,就是因為它是宇航員的生命,或者說宇航服能保證適宜的溫度。宇航員在宇航服之內其實是鳥語花香,適宜的溫度,和宇航服外的情況完全不同。太空靴和外面的防護靴(至少6層保護),不僅能隔熱,也能防止一些冰冷的土壤。



宇宙與科學


和地球的生機勃勃形成強烈對比的就是38萬公里外月球的荒蕪,以及它那向陽面127℃背陽面-183℃的極端環境


月球表面的溫差如此之大的原因除了沒有大氣層外就是月球土壤和岩石熱容量和導熱率都很低,也就是所謂來得快去得也快,但有一點我們要搞清楚,那就是月球的自轉週期足有27.32天,也就是說在月球上有將近兩個星期的時間一面是白天另一面是晚上。

美國的阿波羅登月行動就是瞄準登月點正值月球白天的時候去的,所以對阿姆斯特朗和奧爾德林這兩位登月宇航員來說,他們的宇航服只需要頂住127℃的高溫就行了,並不需要考慮-183℃的低溫,畢竟月球的白天長達地球上的14天,而宇航員們只在月球上活動幾個或者十幾個小時而已。


在可以查詢到的阿波羅11號登月行動中,三名宇航員是1969年7月16日升空前往月球的,短短四天後阿姆斯特朗和奧爾德林就乘坐登月艙著陸至靜海基地,由於是第一次登月所以他們並沒有艙外活動太長時間,只是拍了幾張照片外加收集了幾十公斤的月球標本,然後就離開了尚且處於白天的月球。

其實月球的環境和近地軌道太空的環境相比差不了多少,區區127℃也遠遠不及火災時火場的溫度,因此宇航服在高溫隔熱方面的技術是非常成熟的,除此之外宇航員其實更像是一個小型生命維持系統,和抗高溫低溫相比維持穿戴者的生命安全才是主要目的。

然而儘管有著最頂尖的科學技術在背後撐腰,宇航員卻仍然是風險最高的職業之一,雖然迄今為止沒有任何一位宇航員迷失太空,但和“太空失事”相關的電影時時刻刻都在提醒著人們“這種事隨時都會發生”

如今的NASA又在計劃著重返月球了,只不過這次的登月宇航員裡會有一名女性,我國的載人登月則由於大推力火箭的不成熟而需要等到2030年以後


宇宙觀察記錄


人在地球上,地球有空氣,空氣有溫度。月球表面是真空,沒有介質不能導熱,只要鞋子是絕熱,衣服是白色對光全反射,就不會感到月表溫度。


天儒文化


你想多了,月球的溫差雖然大,但月球的白天和黑夜,間隔的時間非常的長,大概要14天才會出現一次,所以平常在白天的時候,月球的溫度也就100多度。

這個溫度雖然仍然很高,但已經在可以接受的範圍之內了,要知道宇航員的工作服都是特製的,100多度的高溫完全沒有問題。


另外登月不是鬧著玩的,一不小心就是機毀人亡,為了保證登月的萬無一失,美國在登月前已經做了大量的準備,什麼時間,什麼地點,什麼方案,美國早就已經考慮了無數遍了。

例如說為了保證宇航員的生命安全,NASA開發了當時最先進的第三代宇航服,這種宇航服使用了各種先進的材料,其層數達到了驚人的27層。

其次這種宇航服還配備了強大的生命保障系統,據說可以在月球的環境下,獨立生存7個小時之久,所以月球的環境雖然極端,但當時的美國政府早就想好應對之策了。

而且在絕大多數的時間當中,宇航員是處在登陸艙內的,登陸艙有著更強大的生命保護系統,足以讓宇航員短暫的停留在月球上。

最後還是那個問題,美國登月沒有造假,更不是從攝影棚當中拍攝出來的,因為美國在進行登月的時候,有超過幾十萬人參與了這個項目。

如果真有人造假,早就被愛搞事的美國人曝出來了,其次蘇聯作為冷戰時期最大的對手,也不會允許美國政府造假,因為月球上不僅有美國的衛星,還是蘇聯的衛星,蘇聯當年都沒有說話,就足以說明了一切……


種植恆星


首先月球表面的溫差達不到400攝氏度,月球白天也就130攝氏度,夜晚大概零下180攝氏度,相差也就三百攝氏度。

其次宇航員穿的可是真空隔熱宇航服。宇航負可是當時最先進的材料技術製成的。可以抗幾百攝氏度的高溫。

於此同時,美國人選擇登月可不是在月球正面完全黑夜或者白天。

月球自轉和公轉週期都為27天,但是又由於月球繞地球旋轉,地球繞太陽旋轉。這就導致月球的晝夜週期略比自轉週期多兩天。也就說月球晝夜為29天多一點。月球公轉一週或者自轉一週的時間內,其白天和黑夜大約各為15天。

如果太陽直射點在登月地點,那溫度可以是130攝氏度。可是科學家很聰明,選擇登月都是在月球正面的早上或者下午,反正是避開太陽直射點。這樣也不會導致溫度太高。

其實美國成功登月6次並不是每次都是待在月球三天,第一次登月也就是兩三個小時就返回地球了。

而最後一次登月在1972年,宇航員足足在月球待了三天。累了就在登月艙休息,並且登月艙內有足夠的氧氣和壓縮食品。

月球正面的白天是15天,而宇航員待上三天也就相當地球白天的五分之一而已。


科學認識論


首先說月球表面的溫度只是儀器測量溫度並非體感溫度。另外宇航員穿的宇航服肯定能夠有隔熱設計和溫度調節系統。

因為月球上沒有空氣,我們沒有辦法測量月球的氣溫。所以儀器只能測量月球表面的溫度。這就像在地球的沙漠裡邊,氣溫可能有40多度,但是地表溫度可以達到七八十度。

月球的地表因為沒有氣體對流散熱,因此受到太陽輻射熱之後很快就會迅速升溫,除了通過紅外輻射散熱和朝底層傳導之外,月球表面的那些岩石和土壤沒有其他的散熱途徑,因此升溫速度非常快。

但是在太空中,沒有空氣,測量的溫度並不一定就是人類可能會感受到的那種溫度(空氣接觸皮膚的體感溫度)。

溫度只是熱量造成的效果,而並非真實的能量的度量。因為實際受到熱量的損害跟溫度沒有必然關係,而是跟接受到的熱總功率有關係。因此月球正面200℃多的表面,只能讓宇航員的鞋底發燙,並不能帶給宇航員與沒有接觸到月球表面的部分以熱量(除了少量的紅外輻射之外)。

因為月球沒有大氣,實際上如果宇航員在月球正面工作,宇航員被太陽光照射的那一面的身體部分可能會被迅速加溫到上百度,而一旦宇航員一轉身沒有曬到太陽的宇航服部分,則過一會兒溫度就可能降到冰點以下。這樣一種情況在地球上也是能大致體驗的,如果去過高原的人,就會體會到高原晴朗天空下曬到太陽的那種滋味——一旦躲到樹蔭或者建築物的陰影下,又會覺得冷颼颼的。

研究宇航服的專家們自然瞭解這些反地球經驗的情況。他們當然會考慮在宇航服當中設計溫度調節系統。實際上利用向光和背光部分的溫差的某種熱循環系統,即可以很巧妙的平衡宇航員身體向陽面和背陽面的溫度。


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