月球沒建發射場,登月宇航員,是如何返航的?

從人類誕生那天起,就一直對夜空中高懸的月亮有著極為特殊的情感。在古中國,人們將這種特殊的情感化作了一個個神話故事,幻想那皎月上有著城嶼樓臺、有著和地面上一樣的人,甚至有地面上所沒有的奇珍異獸。

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時間轉瞬即逝,18世紀下半葉的“機器洪流”,不僅將人類文明推上了新的發展階段,同時也讓人類的“登月夢”再次燃起。

僅僅兩百年後,隨著一陣巨大的引擎轟鳴聲響起,阿波羅十一號攜帶著阿姆斯特朗在內的三名宇航員奔赴月球,不僅實現了人類萬年來的夢想,同時也讓人類推開了新世界的大門。

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在隨後的幾年內又有多次登月計劃,一共有12位人類宇航員在月球上留下了永久的印記。然而讓人感到疑惑的是,在1972年“阿波羅17號”登月成功之後,NASA再也沒有組織過一次登月活動。

這奇怪的情況讓人們心中懷疑的種子開始生根發芽,因為從始至終就一直有人認為登月根本就是一場騙局,人類根本沒有能力登上月球。

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​而讓許多人這樣認為的關鍵性證據就是,月球上並沒有預先架設發射臺,那些到達月球表面的宇航員是如何返回地球的呢?

正因為很多人想不明白這個問題,所以才會認為登月從始至終都是一場騙局,畢竟沒有人想進行一場單程旅行。但是事實真的是這樣嗎?如果不是,那麼在宇航員是如何在月球沒有發射場的情況下返回地球的呢?

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其實登月並非一場世紀騙局,確實先後共有12位宇航員在月球留下了自己的腳印,而在他們登月之前科學家們經過反覆的實驗論證,一共提出了四種待選方案能讓宇航員到達月球再回來。

第一種方案


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這種方案比較簡單粗暴,科學家們試想製造一個動力巨大的火箭,並在這個火箭上搭載一個航天器,航天器中再搭載一個小型推進器。然後等任務完成後,宇航員們會通過這個推進器返回地球。

第二種方案


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第二種方案有些類似於“螞蟻搬家”。首先將登月飛船拆解,然後一點點運輸到月球和地球之間的軌道上進行組裝,這樣一來登月飛船就能省下從地球到當前位置的燃料,從而保證剩餘燃料足夠從月球返回地球。

更主要的是,這種方案還不用耗費巨資製造一個不一定能飛得起來的巨型火箭。但是由於宇宙中環境複雜,無處不在的宇宙塵埃不能保證組裝的成功率,所以最終該方法被棄置。

第三種方案


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這種方案中科學家設想將兩個航天器送上月球,一個航天器中攜帶大量的燃料和發射裝置,宇航員們乘坐第二個航天器。

當然任務結束之後,宇航員們將第一個航天器剩餘的燃料和發射架拿出,用於他們乘坐的航天器,然後離開月球表面返回地球。

第四種方案


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這種方案中,將首先發射一個攜帶足夠燃料,以及供幾人使用的月球登陸艙的航天器,不過這個航天器並非直接達到月球表面,而是到達月球運行軌道。

當到它達預定位置時,宇航員則會乘坐登陸艙進行登月,而它則留在原地和月球保持相對靜止。由於登陸艙體積小質量小,所以在重力僅為地球六分之一的月球環境中,只需要很少的燃料進行推進,就能夠抵達停留在月球軌道的航天器處,然後乘坐這個航天器返回地球。

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在這四個預選方案中,第四種方案因為可操作性更強,同時成本和成功率也相對較高,所以科學家們將第四種方案定為了最終的實施方案。

值得注意的是,登月艙登陸月球和離開月球使用的推進器是不同的,登錄時為了確保穩定性,所以使用的是推力為45千牛的推進器,而離開月球時考慮更多的是功耗問題,所以使用的是推力在16千牛的推進器。

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或許有的朋友會對登月艙使用極小的推力而感到吃驚,實際上這並沒有什麼好吃驚的,因為月球的重力只有地球的六分之一左右,再加上月球沒有空氣,也就意味著沒有空氣產生的摩擦力和阻力,所以離開月球需要的推力當然不用太大。

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看到這裡可能你已經認同登月的真實性,但是肯定海會對美國近半個世紀不再次登月而感到好奇。實際上,按照NASA公開的登月費用來看,不再次登月的主要原因其實非常簡單也非常現實,就是付出和回報完全不成正比,如果再精煉一點甚至完全可以用三個字來解釋:不划算。

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不過,近些年因為石油價格漲幅較猛,再加上可控核聚變領域稍微有了些進展,登月計劃又重新被一些國家提上的日程,其原因不僅僅是航天能夠刺激各個行業的發展,更主要的是為了月球上所蘊含的大量“氦-3”。

“氦-3”是一種極為清潔的核聚變原料,由於它不會產生無法處理的核廢料,所以也被科學家們稱為“完美能源”。對於這樣高效清潔的未來新能源,各個有實力的大國當然不想、也不會錯過。

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按照人類目前的發展速度和發展勢頭來看,終有一天登月將會變成一件稀疏平常的事情,甚至可能就像我們今天乘坐公交車一樣簡單便捷。


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