03.04 月球温差高达400度,美国宇航员为什么能在月面待好几天?

流动的风景14


首先所有阿波罗的降落全部选在了月球的日出,让太阳辐射没有那么长时间加热月球土壤。其次阿波罗降落地点都选在了温度浮动相比较而言不大的地方。



最后最关键的是温度只是我们对热量的一种理解方式,月球没有大气,所以热量只能通过辐射和直接接触的方式传递给宇航员。所以阿波罗登月的舱外用航天服以白色为主,尽可能反射太阳光的辐射带来的热量。NASA预估这一整套航天服反射90%的阳光,而月球土壤只反射大约8%的阳光,也就是哪怕没有任何温度控制装置,在太阳光照射下航天服的升温速度都只是月球土壤的十分之一。

和月球土壤直接接触的部分只有宇航员足底和手套,所以只要在这部分做好隔热处理就行了。同时月球土壤密度很低,也不利于热量的传输。


有鱼丝


月球自转一圈大约需要28天,所以白天14天,晚上14天。白天如果是太阳直射,则因为月球上面没有大气阻挡,温度会达到130-150℃。晚上因为没有大气保温,温度会下降到-180℃左右。而美国阿波罗17号的两个宇航员在登上月球后,足足在上面待了75个小时,那么他们又是如何忍受如此高温呢?



其实,这两位宇航员登上月球的时候,月球正面并非处于太阳的直射点。它们登陆的时机刚好是月球正面接近半晚的时候,这个时候温度并不是很高。就像我们的嫦娥四号在1月3号登陆了月球背面,但是1月6号刚好太阳直射背面,即月球背面进入了“正午”时刻,所以嫦娥四号选择了休眠。过了4天到昨天10号,月球背面处于接近半晚阶段,气温适宜,嫦娥四号又再次醒来进行工作。等到再过8-10天,月球背面又会进入夜晚“零点”时刻,气温会下降到-180摄氏度左右,估计嫦娥四号还可能会在进行一次休眠防止冻坏。




另外一个方面,宇航服都设计的放热防寒功能,即便是环境温度超出人体正常温度几十度,宇航服也可以保证里面温度仍然是人体正常温度。看过电影的人可能会注意到,火星生物卡尔文在附身宇航员时,破坏的就是这个航天员衣服厘米的防冻液和撒热液,这说明宇航服里面绝对是设计了机关可以保证温度稳定的。



所以正是以上两个原因,才是的美国宇航员可以在月球上面待了70多个小时。


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月球是地球唯一的天然卫星,引力仅仅是地球的六分之一,所以月球表面和周围的太空是直接接触的,并没有大气层来给月球保暖或者过渡,虽然月球昼夜温差近300℃,但是月球的白天和黑夜分别是两周左右,美国宇航员登上月球时,月球正面正处于白天,温度只有130多度。

其实用温度来描述月球并不是很准确,因为温度是巨量分子运动产生的,而月球上接近真空的环境是不可能实现我们日常生活中感知到的温度的,在月球上最大的热源就是太阳,太阳的热辐射和地球上的130℃是有很大区别的,因此宇航员们的宇航服除了隔热保暖保持大气压外还能防辐射。


前面已经说过了,月球上的一天相当于地球上的14天,这是由于潮汐锁定带来的自转和公转周期相同导致的,美国的历次登月行动中阿波罗17号时间最长,塞尔南与施密特两名宇航员在月球上待了75个小时,最后带回来110千克月球岩石,阿波罗17号认为也是阿波罗计划最后一次登月认为。

阿波罗17号于1972年12月7号晚上发射,从发射到最后离开回到地球用了近半个月,在月球上那75个小时刚好是月球上最“舒适”的时间段,温度在0到60度左右,沉重的宇航服完全可以适应这个温度。

塞尔南与施密特驾驶月球车在月球上跑了35千米,一路敲敲打打,最后返回地球时两名宇航员都和月球道别,并且希望在未来带着人类的和平重新回到月球。


宇宙探索未解之迷


月球温差虽然可达到400℃,但宇航员并不会赤身露体地到飞船外,宇航服可以隔绝高温,并且这400℃的温差发生于月球的一个昼夜,相当于地球上的一个月。

美国6次登月的宇航员在月球待的最长时间是72小时,相当于地球的3天,3天时间对于月球来说大概只是过了一个早上或者一个下午,从美国历次登月照片看来,宇航员的影子都挺长,可能是避开了月球的正午时刻,也就是月球表面最热的时候,也有登陆点的选择,月球是球体不同维度受光照也不大相同。宇航服是专用的舱外设备,设计阶段也充分考虑了隔热的问题,所用的材料是耐高温的,可以抵挡150℃左右的高温,如果不是正午时刻登陆,面临的威胁会小一些。

相对而言,我国玉兔二号着陆月球背面,从嫦娥四号着陆器中出来的时候,看起来影子很短,阳光快成直射了,从时间上是接近月球正午的,因此让玉兔二号动力等分系统进入休眠,可能更多地是为了保险。其实人类近几十年的航天活动已经充分了解了月球和太空的环境,可以采用多重方法隔绝高温,比如嫦娥四号登陆器就贴着隔热反光的材料,美国登月的时候登月舱上也蒙着一层,国际空间站在太空的时候太阳能电板和阳光之间的角度也是常调节着的,都是为了避免光的影响。

这些经验都可以用于月球登陆活动,宇航员在月球的时候,也不可能一直工作,而是分时段地工作和休息,并且宇航员的自主性更高。而我国让玉兔二号休眠,可能更多地是为了保险,并不是说它就真的无法活动了。


来看世界呀


月球上面没有大气层,它不像火星,还有一层非常薄的大气层,所以月球表面的温度非常低。太阳系中最冷的地方是哪里呢?大家可能说是冥王星表面,或者说是天王星,海王星附近。其实不是的,太阳系最冷的地方就在月球的永冻区,永冻区有一些陨石坑,陨石坑内部永远没有阳光的照射,所以月球其实是一个很神奇的地方。


其实月球大部分区域温差时间很长,因为月球白天能有14天,夜晚也有14天左右,不是12小时和12小时,所以这也不能用温差大来形容。而且阿波罗计划的宇航员登陆月球的时候都是白天,温度也只有130摄氏度左右,另外登陆月球也不是住在哪里了,每一分每一秒都有规定,需要做什么科学研究。在外活动的时间也就几个小时时间……所以平时有宇航服和登月舱的双重保护。


说到宇航服,宇航服为什么造价极高,就是因为它是宇航员的生命,或者说宇航服能保证适宜的温度。宇航员在宇航服之内其实是鸟语花香,适宜的温度,和宇航服外的情况完全不同。太空靴和外面的防护靴(至少6层保护),不仅能隔热,也能防止一些冰冷的土壤。



宇宙与科学


和地球的生机勃勃形成强烈对比的就是38万公里外月球的荒芜,以及它那向阳面127℃背阳面-183℃的极端环境


月球表面的温差如此之大的原因除了没有大气层外就是月球土壤和岩石热容量和导热率都很低,也就是所谓来得快去得也快,但有一点我们要搞清楚,那就是月球的自转周期足有27.32天,也就是说在月球上有将近两个星期的时间一面是白天另一面是晚上。

美国的阿波罗登月行动就是瞄准登月点正值月球白天的时候去的,所以对阿姆斯特朗和奥尔德林这两位登月宇航员来说,他们的宇航服只需要顶住127℃的高温就行了,并不需要考虑-183℃的低温,毕竟月球的白天长达地球上的14天,而宇航员们只在月球上活动几个或者十几个小时而已。


在可以查询到的阿波罗11号登月行动中,三名宇航员是1969年7月16日升空前往月球的,短短四天后阿姆斯特朗和奥尔德林就乘坐登月舱着陆至静海基地,由于是第一次登月所以他们并没有舱外活动太长时间,只是拍了几张照片外加收集了几十公斤的月球标本,然后就离开了尚且处于白天的月球。

其实月球的环境和近地轨道太空的环境相比差不了多少,区区127℃也远远不及火灾时火场的温度,因此宇航服在高温隔热方面的技术是非常成熟的,除此之外宇航员其实更像是一个小型生命维持系统,和抗高温低温相比维持穿戴者的生命安全才是主要目的。

然而尽管有着最顶尖的科学技术在背后撑腰,宇航员却仍然是风险最高的职业之一,虽然迄今为止没有任何一位宇航员迷失太空,但和“太空失事”相关的电影时时刻刻都在提醒着人们“这种事随时都会发生”

如今的NASA又在计划着重返月球了,只不过这次的登月宇航员里会有一名女性,我国的载人登月则由于大推力火箭的不成熟而需要等到2030年以后


宇宙观察记录


人在地球上,地球有空气,空气有温度。月球表面是真空,没有介质不能导热,只要鞋子是绝热,衣服是白色对光全反射,就不会感到月表温度。


天儒文化


你想多了,月球的温差虽然大,但月球的白天和黑夜,间隔的时间非常的长,大概要14天才会出现一次,所以平常在白天的时候,月球的温度也就100多度。

这个温度虽然仍然很高,但已经在可以接受的范围之内了,要知道宇航员的工作服都是特制的,100多度的高温完全没有问题。


另外登月不是闹着玩的,一不小心就是机毁人亡,为了保证登月的万无一失,美国在登月前已经做了大量的准备,什么时间,什么地点,什么方案,美国早就已经考虑了无数遍了。

例如说为了保证宇航员的生命安全,NASA开发了当时最先进的第三代宇航服,这种宇航服使用了各种先进的材料,其层数达到了惊人的27层。

其次这种宇航服还配备了强大的生命保障系统,据说可以在月球的环境下,独立生存7个小时之久,所以月球的环境虽然极端,但当时的美国政府早就想好应对之策了。

而且在绝大多数的时间当中,宇航员是处在登陆舱内的,登陆舱有着更强大的生命保护系统,足以让宇航员短暂的停留在月球上。

最后还是那个问题,美国登月没有造假,更不是从摄影棚当中拍摄出来的,因为美国在进行登月的时候,有超过几十万人参与了这个项目。

如果真有人造假,早就被爱搞事的美国人曝出来了,其次苏联作为冷战时期最大的对手,也不会允许美国政府造假,因为月球上不仅有美国的卫星,还是苏联的卫星,苏联当年都没有说话,就足以说明了一切……


种植恒星


首先月球表面的温差达不到400摄氏度,月球白天也就130摄氏度,夜晚大概零下180摄氏度,相差也就三百摄氏度。

其次宇航员穿的可是真空隔热宇航服。宇航负可是当时最先进的材料技术制成的。可以抗几百摄氏度的高温。

于此同时,美国人选择登月可不是在月球正面完全黑夜或者白天。

月球自转和公转周期都为27天,但是又由于月球绕地球旋转,地球绕太阳旋转。这就导致月球的昼夜周期略比自转周期多两天。也就说月球昼夜为29天多一点。月球公转一周或者自转一周的时间内,其白天和黑夜大约各为15天。

如果太阳直射点在登月地点,那温度可以是130摄氏度。可是科学家很聪明,选择登月都是在月球正面的早上或者下午,反正是避开太阳直射点。这样也不会导致温度太高。

其实美国成功登月6次并不是每次都是待在月球三天,第一次登月也就是两三个小时就返回地球了。

而最后一次登月在1972年,宇航员足足在月球待了三天。累了就在登月舱休息,并且登月舱内有足够的氧气和压缩食品。

月球正面的白天是15天,而宇航员待上三天也就相当地球白天的五分之一而已。


科学认识论


首先说月球表面的温度只是仪器测量温度并非体感温度。另外宇航员穿的宇航服肯定能够有隔热设计和温度调节系统。

因为月球上没有空气,我们没有办法测量月球的气温。所以仪器只能测量月球表面的温度。这就像在地球的沙漠里边,气温可能有40多度,但是地表温度可以达到七八十度。

月球的地表因为没有气体对流散热,因此受到太阳辐射热之后很快就会迅速升温,除了通过红外辐射散热和朝底层传导之外,月球表面的那些岩石和土壤没有其他的散热途径,因此升温速度非常快。

但是在太空中,没有空气,测量的温度并不一定就是人类可能会感受到的那种温度(空气接触皮肤的体感温度)。

温度只是热量造成的效果,而并非真实的能量的度量。因为实际受到热量的损害跟温度没有必然关系,而是跟接受到的热总功率有关系。因此月球正面200℃多的表面,只能让宇航员的鞋底发烫,并不能带给宇航员与没有接触到月球表面的部分以热量(除了少量的红外辐射之外)。

因为月球没有大气,实际上如果宇航员在月球正面工作,宇航员被太阳光照射的那一面的身体部分可能会被迅速加温到上百度,而一旦宇航员一转身没有晒到太阳的宇航服部分,则过一会儿温度就可能降到冰点以下。这样一种情况在地球上也是能大致体验的,如果去过高原的人,就会体会到高原晴朗天空下晒到太阳的那种滋味——一旦躲到树荫或者建筑物的阴影下,又会觉得冷飕飕的。

研究宇航服的专家们自然了解这些反地球经验的情况。他们当然会考虑在宇航服当中设计温度调节系统。实际上利用向光和背光部分的温差的某种热循环系统,即可以很巧妙的平衡宇航员身体向阳面和背阳面的温度。


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