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


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


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


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


首先來說明兩點:

  • 月球上由於沒有大氣層,太陽直射的時候最高溫度可達到130℃,當月夜來臨溫度最低可達到-183℃,晝夜溫差超過三百攝氏度;
  • 月球由於被地球潮汐鎖定,導致月球的自轉週期和公轉週期同步大約是28天。也就是說月球表面上的一晝夜是28天,14天月晝14天月夜。而航天員在月球待的幾天在月球上來看可能都達不到一上午,根本體會不到三百多攝氏度的溫差。

美國的阿波羅載人登月計劃共成功了六次,第一次阿波羅11號兩位宇航員在月球表面指待了兩個半小時;最後一次阿波羅17號是在月面執行任務最久的一次,大約待了72個小時。

在這麼短的時間內,溫度變化不會很明顯,但是一定接近百攝氏度的高溫。而宇航員登陸月球並非是赤身裸體,他們可是穿著價值數百萬的“衣服”,衣服內部是標準大氣壓強可以避免月球真空環境導致的內外壓強差。同時航天服特殊的材料可以長時間的耐高溫、低溫,並且可以阻擋強烈的輻射。

同時宇航員在月面的七十多個小時除了科學項目,還需要正常休息時間,所以在月面上暴露的時間會更短。

像我國的嫦娥三號、嫦娥四號的著陸器和月球車表面都是反光隔熱材料的,可以耐高溫。它們的設計壽命都是三個月,這樣也就會在月球表面上經歷三個晝夜。



科學黑洞


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


月球溫差高達400度,美國宇航員為什麼能在月面待好幾天?

其實月球溫差也沒有那麼誇張,最高(127攝氏度)與最低(-183攝氏度)並非時時刻刻能達到的,只要時間合適,月球上的溫度並沒有想象中那麼恐怖!我們可以根據登月時間來簡單的分析下月面狀況!

我們就以阿波羅11號登月的日期為例來分析下美國人登月時月面陽光照射情況!

阿波羅11號登月準確時間是:1969年7月20日世界時20:17:43

1969年7月20日對應的農曆時間是初七!那麼我們來看看阿波羅11登陸的靜海地區是陽光照射情況如何!

上圖白色圈圈處是靜海在月面上經度的大概位置,初七時靜海受到的陽光大約是太陽剛上山不久,因為靜海剛從黑夜中轉過來大約20度左右,簡單的說按一天12小時候算大概是8點左右的樣子(月球一天大約相當於地球日14.5天),月面上處於斜射狀態,溫度並沒有升到很高!那麼阿波羅11號的宇航員在月球上呆了多久呢?

月錶停留時間:21小時36分鐘20秒

也就是地球時間一天不到就打道回府了!簡單的說阿波羅11號就是挑了個靜海地區的早上去晃了一下,在月面溫度還未升高到很恐怖的時候就回來了!

阿波羅12號:1969年11月24日世界時20:58:24 農曆十五

月球表面停留時間:31小時31分鐘11.6秒

阿波羅14號:1971年2月9日世界時21:05:00 農曆十四

月球表面停留時間:33小時30分鐘29秒

阿波羅15號:1971年8月7日世界時20:45:53 農曆十七

月球表面停留時間:66小時54分鐘53.9秒

阿波羅16號:1972年4月27日世界時19:45:05 農曆十四

月球表面停留時間:71小時2分鐘13秒

.......

除了15號日是正午左右登陸外,其他都是上午登陸,最長時間是呆了三天左右,看來月面的高溫問題並不大,NASA的宇航服完美的解決了這個問題!

各個任務期間的宇航服,厚厚的結構能隔離高溫,並且內部有溫度調節機構可以將局部高溫帶走,避免溫度過高!

還有鍍金的玻璃面罩,以阻擋強烈的陽光以及紫外線的照射等,因此並沒有特別大的問題,各位可以放心宇航員沒事哈!


星辰大海路上的種花家


答:月球表面晝夜溫差有300度,美國宇航員登月時,都是挑選在太陽直射面和背陽面的交界處著陸,實際溫度並不極端,加上宇航服本身也有絕熱層,所以宇航員可以在月球表面待上好幾天。


傳熱效率低

太陽直射月面時,最高溫度可達127℃;夜間時,最低溫度將至-170℃;月球沒有大氣層,基本只能依靠熱輻射傳遞熱量;只有腳底或者身體和月面接觸的地方,才有傳熱效率更高的熱傳導方式。

熱輻射的傳熱效率是非常低,就好比真空保溫杯中,利用真空隔熱來降低熱量損失;宇航員在月球表面也是一樣的,哪怕月球表面是100℃,只通過熱輻射的方式,只能緩慢地把熱量傳遞給宇航服。


合適的登月時機

月表晝夜溫差可達300度,但是月球上一個晝夜是29.5天;在阿波羅計劃的六次登月過程中,均選在農曆初六至初十之間登月,最晚離開月球表面的日期是農曆十二。

農曆月份是按照月相變化制定的,每月初一太陽直射月球背面,十五直射月球正面,阿波羅登月都是選在月球正面著陸,所以初六至十二期間,正好避開了月球表面的高溫和低溫時段。


所以宇航員可以在月球表面待上好幾天,最長的是阿波羅17號,在月球表面呆了75小時;這段時間內,預計著陸地點的月面溫度也就0~60℃之間,宇航服完全能承受。


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