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在50年前,阿波罗11号登月飞船载着两名宇航员首次成功登陆月球表面。经过将近一天的时间之后,飞船又载着两名宇航员安全地飞离月球。

此后,NASA又相继成功进行了5次载人登月任务,每次都像阿波罗11号那样登陆并离开月表,只是每次的月表停留时间变得越来越长。不过,NASA始终没有在月球上建造固定的发射塔架,那么,飞船是怎么离开月球的呢?

一直以来,有不少人以此为理由来质疑阿波罗载人登月任务。有这种疑问的人往往缺乏对阿波罗飞船的了解,载人登月并且安全返回地球并没有想象中的那么简单。

为了解阿波罗飞船如何离开月球,先要了解它如何登月。阿波罗登月舱由下降级和上升级两部分组成,每一部分都配备有火箭发动机和燃料。正如其名,在登月舱下降的过程中,下降级的火箭发动机会点火,使得登月舱的速度逐渐降低,并最终安全地降落在月球表面。

当月表任务执行完之后,两位宇航员会进入到阿波罗登月舱的上升级。此时,下降级就成为了上升级的临时发射塔架。虽然上升级的火箭推力使其在地球上起飞,但由于月球的引力较小,月表逃逸速度只有2.38公里/秒,所以上升级可以从月球上起飞,并进入月球轨道中。

阿波罗任务每次都有三位宇航员参与,其中两位登月,还有一位则留在指令舱/服务舱中一直绕着月球运动。在登月舱上升级进入月球轨道之后,它会与指令舱/服务舱对接。接着,两位登月宇航员会进入指令舱/服务舱中,而上升级则会被分离。指令舱/服务舱的推进器点火,将其推向地球。最终,服务舱与指令舱分离,指令舱带着三位宇航员着陆地球。

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在月球上没有发射塔,登月舱如何返回,首先要清楚几个月球和地球的差别。

一,月球没有空气就代表着没有空气助力和摩擦,这样就不用考虑返回舱隔热问题。

二,月球只有地球的六分之一,月球的逃逸速度为1.7千米每秒。但是由于火箭自重比从送一千克物质进入轨道只有地球的三十五分之一,而不是六分之一。

三,月球没有空气阻力,那飞船就不用造得很细长,造成一个大饼模样都不影响起飞。而地球上就不行,空气助力跟速度和受力面积成正比。

登月过程

美国登月飞船采用三舱式,进入绕月轨道后登月舱和指令舱分离,登月舱分为上下两个部分,下部带着着陆火箭及工作仪器,上部带着返回火箭及人员等。登月舱下落时,下半部分的的火箭工作,让飞船减速并平稳停在月球上。返回时爆炸螺栓让上下分离,返回火箭可以提供1.6顿推力,4分钟内能把返回舱连带人员送入月球轨道。然后指令舱会在规定时间内主动与返回舱对接,并把人员接回指令舱,随后丢弃返回舱。指令舱服务舱带着人员返回地球。回到地球时只有一个小小的着陆舱了,靠大气层和降落伞减速,随后掉进海里实现着陆。

返回时登月舱下半部分其实充当了发射架,所以从月球返回时不需要像地球那样有100多米高的发射塔。

对于登月人们一直就几个误区才觉得登月不可能。很多都以为登月技术难点在如何从月球返回。其实对于返回这是登月中相对较简单的技术环节。登月的几个难点。

1.送飞船上天,为了把上百吨的飞船送上天,土星5号重达3000吨,这样必须有大推力发动机。

2.月球着陆,月球没有空气,就不能用降落伞减速,那么减速火箭就得非常平稳的控制飞船姿态,让飞船平稳着陆。在那个时代这个技术是绝对的高科技。如果着陆速度过快或者出现翻滚把设备摔坏了那么他们就回不来了。(中国玉兔着陆速度过快就直接摔趴窝了)

3.返回地球也是技术难点,返回地球时已经没有足够的燃料让飞船做其他的了,要是跑偏了就只能去流浪了,如何控制着陆舱准确的进入着陆轨道并且抗住大气层摩擦的高温也是技术难题。

后面附2张美国登月舱的图片,可以明显看见登月舱分上下两部分。



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用科学,让生活更有温度~


阿波罗11号(Apollo 11)是美国国家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration)简称NASA)的阿波罗计划(Project Apollo)中的第五次载人任务,是人类第一次登月任务,三位执行此任务的宇航员分别为指令长阿姆斯特朗(Neil Armstrong)和指令舱驾驶员迈克尔·科林斯(Michael Collins)以及登月舱驾驶员巴兹·奥尔德林(Buzz Aldrin)。

其中用以阿姆斯特朗和奥尔德林登月的登月舱,包括下降段和上升段。

下降段和上升段都装有火箭发动机和定量燃料

不同于地球,月球上空没有空气,因此所有靠大气阻力减速降落的手段通通行不通,比如使用降落伞。

月球探测器要想降落月球表面,只能依靠反推制动减速——火箭发动机向下喷出高速热气流,产生反作用力,使探测器减速。

1969年7月20日下午4时17分43秒(休斯敦时间),阿波罗11号登月舱成功降落外宁静海南部,在Sabine D环形山西南20公里处。

降落后不久,阿姆斯特朗和奥尔德林出舱,踏上月球表面,两人在月球表面待了约两个半小时。

他们在月表插了美国国旗,与时任美国总统尼克松通了电话,拍摄了一些照片,使用钻孔机取得了月芯样本,安装了一些科学仪器,包括一台被动式地震仪和一台激光测距反射镜。

两名宇航员在完成预定任务后回到登月舱,准备返航

奥尔德林先爬进了登月舱,之后他俩一起用一种叫做月面器材传送带的扁平索滑轮装置费力的将拍摄的胶片和2个装有21.55公斤月面样本的盒子运进登月舱。随后,阿姆斯特朗跳上爬梯的第三级,并爬进了登月舱。

经过长时间劳累,他俩的确需要休息了。于是,在经过一系列准备后,他们对登月舱进行加压,接着就去睡觉了。

睡了约7个小时后,指挥中心叫醒了两名宇航员,并指示他们进行返航准备。又过了两个半小时,他们乘坐的登月舱上升段点火上升,离开月面返回绕月轨道与指令舱“哥伦比亚号”上的指令仓驾驶员迈克尔·柯林斯会合,而登月舱下降段则作为“发射平台”为上升段的升空提供基础,永久的留在了月球表面。

由于月球的半径和质量都都比较小,月球的逃逸速度可根据公式

目前最新的推荐的标准为G=6.67259×10ˇ-11N·m2/kg2,通常取G=6.67×10ˇ-11N·m2/kg2

月球质量M=7.349×10ˇ22kg ,月球半径R=1738km

可求出月球的逃逸速度约为1667m/s

而且,月球上空没有空气,物体运动时几乎不受大气阻力,这可以让返回的卫星只需要克服重力。

加之,他俩在转到登月舱上的生命保障系统后,就将宇航服上的便携式生命保障系统背包、相机和其他一些不必要的设备抛弃在月球上了,以减少登月舱上升段的重量,登月舱上升段“逃离”月球并无“蜀道之难”——难于上青天。

为什么在地球上发射火箭需要发射平台

火箭的重量及高度很大,同时火箭有需要悬在半空,或者在火箭底部留有一个大水池,里面装有大量的水,用以吸收火箭发射时释放出的大量热量,以免对火箭本身和火箭发射平台完成损毁。

发射架可以固定火箭,保持其垂直,增大发射成功率以及减少发射燃料消耗。

此外,实施卫星及其运载火箭的组装、检测、维护、加注燃料、填充压缩气体等工作均要在火箭发射基地。

可以说,一个好的火箭发射基地(低纬度)可为每次火箭发射节省大量燃料及发射成本,我国为了节约发射成本,就在海南岛建造了一个火箭发射基地。

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遇事不决,量子力学,量子菌来回答这个问题。

阿波罗登月飞船上的宇航员在完成月球任务后,是依靠登月舱的上升段从月球发射升空,返回到太空中的,然后和指令/服务舱汇合以后,丢弃登月舱后,宇航员利用返回舱回到地球。

登月舱设计的其实是两段式结构,是下降和上升二合一的航天器,通过图示可以看得很清楚,登月舱的下降段就像一个十字架,有四个弹性的支脚,中央部分具有弹性的蜂窝结构,可以在着陆时起到缓冲的作用。

而上升段看来比较复杂,主要是围绕着上升火箭而建造,除了各种科学仪器,就是推进器,看起来比较笨重。但好在,月球上的引力只有地球上的六分之一。从月球上起飞,只需要2.38公里/秒的逃逸速度,而且登月舱只是在近乎真空的太空中起飞和飞行。

在实际登月期间,一般是三名宇航员,例如在阿波罗11号上,柯林斯留在指令舱中,而阿姆斯特朗和奥尔德林驾驶登月舱登月,当宇航员结束了在月球上的探测任务后,他们两人就会爬上登月舱的上升段,点火起飞,离开月球和空中的指挥舱中的柯林斯汇合,一起返回地球。

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飞上月球,这是人类千百年来的梦想。就在20世纪后半期,人类终于成功实现了这一伟大梦想。1969年7月21日,美国的“阿波罗11号”宇宙飞船载着三名宇航员成功登上月球,美国宇航员尼尔·阿姆斯特朗在踏上月球表面这一历史时刻时,曾道出了一句被后人奉为经典的话——这只是我一个人的一小步,但却是整个人类的一大步。

阿波罗飞船由三大部份组成。一是指令舱,做绕月飞行,负责登月舱与地光球之间的通信中继,登月结束后,带宇航员返回地球;二是登月舱,主要用途是把宇航员送到月球上;三是返回舱,也就是登月舱上面的那一部份,主要负责把登月的宇航员和月岩样品带回绕月轨道,与指令舱对接,然后一同返回地球。月球第一宇宙速度为1.6KM/S,这是绕月飞行的最低速度,低于这个速度飞船就会向月球下降,超过这个速度,飞船的轨道就会越来越高,越来越扁;月球的第二宇宙速度为2.38KM/S,超过这个速度,飞船就将突破月球引力束缚,飞向太空;返回舱要与指令舱会合,速度必需要达到1.6KM/S。

当初登月舱和返回舱与指令舱分离时,总重量大约为16T,下降到月球,耗掉了大量燃料,加上抛掉的登月舱的自重,返回舱返回时,其起始重量只有4-6T的样子,返回舱有四台发动机,有足够的燃料,返回舱就可以克服月球重力,回到绕月轨道的指令舱。

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你可能没有见过登月舱的照片,实际上登月舱用三条“腿”着落,由于月球引力很小所以很小的推力就能离开月面。动力是登月舱自带的火箭发动机提供的,返回时舱体分成两段,着落部分留在月球,返回舱返回地面。

“阿波罗”号飞船是美国研制的第三代载人航天飞船。由指挥舱、服务舱和登月舱3部分组成。飞船高29米,重量约46吨。

“阿波罗”号飞船的指挥舱是飞船的大脑,是航天员工作和休息的地方,也是飞船的控制中心。指挥舱为圆锥形,舱内充满纯氧,温度为21摄氏度~24摄氏度,分为前舱、航天员舱和后舱。前舱放有着陆设备、回收设备和姿态控制发动机等设备。航天员舱为密封舱,存放了可供航天员生活14天的生活必需品和应急救生设备。后舱装有10台姿态控制发动机、各种仪器和储箱及姿态控制、制导导航、计算机和无线电分系统等。指挥舱的中央并排安放了指令长、驾驶员和飞行工程师3名航天员的座椅。飞船发射和返回过程中,3名航天员躺在椅子上,其余时间航天员可以离开座椅活动。

飞船的服务舱是圆柱体,里面装有变轨主发动机、3副氢氧燃料电池、姿态控制和电气系统等,其中变轨发动机的推力达95·6千牛,可把飞船从月球轨道送回地面,服务舱的前端与指挥舱对接,后端有推进系统主发动机喷管。该舱又分为6个隔舱,舱内安装主发动机、16台小火箭发动机组成的姿态控制系统等,这些发动机除用于姿态调整外,还用于飞船与第三级火箭分离、登月舱与指挥舱对接和指挥舱与服务舱分离等。

登月舱由下降级和上升级组成。下降级由下降发动机、4条着陆腿和四个仪器舱组成,用于从月球轨道降落到月面,可以把两名航天员送入月球上。上升级为登月舱的主体,由航天员座舱、返回发动机、推进剂储箱、仪器舱和控制系统组成,在登月过程中,两名航天员在这里生活和工作,完成任务后航天员乘其返回环月轨道与停泊在这里的指挥舱会合。

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月球上并没有发射基地,阿波罗号是如何返回地球的?

这可能是很多小伙伴心中的疑虑,毕竟发射阿波罗登月飞船的土星五号火箭发射时巨大的发射架大家是有目共睹的,那么阿波罗从月面返回时并没有如此发射塔架可以利用,它是怎么从月面重新起飞并返回的?

一、发射阿波罗飞船的土星五号为什么要那么大?

一般的送往近地轨道的飞船火箭并不需要如此巨大的发射火箭,确实如此,因为它们只需要到达近地轨道然后再返回!那么阿波罗登月飞船是如何的结构呢?

一艘完整的阿波罗飞船总共有四部分组成,分别是服务舱、指令舱以及登月舱的上升级和下降级,如果只是环地球轨道,那么只需要一个指令舱即可,但这是去月球,来回加上月面活动的时间需要十几天,而且总共四个部分组成的总质量高达40多吨,在当时的条件下,也只有土星五号那巨大推力的火箭才能将阿波罗飞船成功送入环月轨道!

二、从月面返回的飞船是哪一部分?

上图是登月舱的上下结构,两部分是独立的,但下降时候是连在一起,因为下降时用的下半部分缓冲着陆,上升段则是返回时直接从下降段上起飞!整个登月舱总共约14-15吨,但很明显上升段并不会全部带回这个质量!另外还有一个重要的数据是:

地球的环绕速度:7.9千米/秒

月球的环绕速度:1.4千米/秒

很明显与地球比起来,月球更容易达到环绕速度,为什么不是逃逸速度?因为登月飞船的上升段只要到轨道和指令舱对接即可,真正回到地球的是指令舱而已,登月舱被遗弃在月球轨道,最后到达地球时服务舱也被遗弃在地球轨道!

因此与发射出去时40几吨的总质量比较,从月球起飞时10吨都不到,而且月球引力比较小,起飞火箭推力要求低!

三、登月舱的上升段是如何起飞的?

请注意底部的下降段就当成了临时的发射台!也许各位并没有看到如地面火箭发射时候所发出的大量烟火的场景,这跟火箭尾焰在真空中扩散方式以及燃料性质是有关系的,起飞瞬间各位可以看到火焰,并且临时发射台上杂物乱飞!起飞后其实发动机一直在工作,但并没有朝着摄像头,因此我们无法见到尾焰,不过这个视频并没有到此结束,而是还有挺长一段时间,能看到一直到飞船转弯时候尾喷口对着摄像机时的火光!

嫦娥五号返回阶段也是同样的结构,下降段底座作为发射台!无论从月面起飞成功还是失败,这个下降段在降落之后就完成了使命,而作为发射台是它的剩余价值!

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美国载人登月登陆舱上升级的发动机推力,不足以使登月舱从地球升起,但在引力只有地球1/6的月球却可以,因此登月舱携带的燃料不需要特别多。

美国阿波罗计划持续了10多年,在早期的时候,更多的是试验验证,验证发动机的推力,验证火箭的安全性,验证地球轨道运行、月球轨道运行、交会对接等技术,等到1969年的时候,阿波罗11号成为了第一架载人登月的飞船,而发射应用的火箭是土星五号,其最大起飞质量3408吨,月球轨道运载能力45吨,足够将几个人和执行任务时人所需要的食物和实验设备送入月球轨道。

土星五号为3级推进,第三级火箭主要用于将火箭加速到第二宇宙速度准备进行月球轨道推入,在飞船进入地球外的待机轨道,速度达到7.75km/s每秒,随后调姿使飞船在待机轨道上绕行两周,然后再次开启第三级火箭推进器,使火箭加速至11.2m/s的第2宇宙速度进入太阳轨道,在精巧的计算下,利用飞船的推力和月球的引力,进行飞船的月球轨道推入,在这个过程中第三季火箭和飞船分离,飞船逐渐被送入月球轨道。

飞船由两部分组成,一直呆在月球轨道的命令服务舱进行登月的登陆舱,登陆舱又由上下两级组成,下级主要包括登陆舱的支撑结构和推进结构,最大燃料装载量10334 kg,在登月软着陆的过程中,这些燃料被大部分应用;

上升级包括能载2人的乘员舱和其他关键设备,最大燃料装载量4670千克,阿波罗11号执行任务时,飞船上升级加上燃料和月球岩石样本总重量4.5吨左右,而上升级的推力为15.6kN,推重比3.3N/kg,在地球上这样的重量和推力是无法起飞的,但是月球质量小,这样的推力却足以起飞。

在飞船起飞后逐渐进入月球轨道,与在月球轨道的命令服务舱交会对接,宇航员进入服务舱后,上升级脱离,服务舱加速到月球2.2km/s的逃逸速度,脱离月球引力束缚进行地球轨道推入返回地球。

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并不需要在月球再重新建造一个和地球上类似的发射基地,当时登陆月表用的登月舱就是“发射基地”,宇航员进入登月舱上升段,而登月舱的下降段则被当做发射平台。

1969年阿波罗十一号成功实现人类史上第一次登月,两位宇航员利用登月舱降落月球后,还有另一位宇航员则留在指令服务舱内绕月飞行

在月表上的工作完成后,两位宇航员进入登月舱,随后登月舱上升段起飞,下降段则作为发射平台永远留在月球,当然了,为了保证飞行顺利,必须将一切非必要的物品全部留在月表。

之后,登月舱上升段与绕月飞行的指令服务舱在进行对接,随后再将登月舱抛弃

然后点火飞向地球,在进入地球轨道后,指令舱与服务舱分离,宇航员坐在指令舱内降落地球。

这就是当年登月宇航员大概的返回过程。

总的来说,阿波罗登月计划是一项耗时巨大、计划严密的一项航天工程,并非网络上谣传的神秘骗局。

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登月的人根本没有返航,那是一张单程票

越来越多的美国人相信登月只是一场战略欺骗,但他们却找不到确实证据。

这是因为他们的脑洞还不够大,还停留在登月录像造假的阶段。

但最有可能的情况是,登月是真的,但那是一张单程票,登上月球的宇航员不是阿姆斯特朗,也没有返回地球。

他永远的在长眠在月球之上。

这也完美解释啦,美国航天员如何在登月后返回地球,以及阿姆斯特朗后来为什么一直在沉默中去世。

▇▇▇「001」

返航的飞船,只有绕月部分,登月舱已经随第一个踏上月球的宇航员留在月球。

绕月返回,是美国已经掌握的技术,1969年的美国航天技术可以做到。

而登月行动,登月的视频都是真的,音频是阿姆斯特朗配音的,唯一造假的,是登月舱和登上月球的宇航员不是阿姆斯特朗,且拿的是单程票,没有返航。

我们不知道,持单程票,登上月球的美国人究竟是谁,他究竟为什么会做这样的牺牲?也许他身怀绝症,也许他拥有坚定的信仰,谁知道呢!

▇▇▇「002」

阿姆斯特朗在登月之后,几乎很少再有他的新闻,他一直保持沉默。

第一个登上月球的人类,创造下这样的伟业,却一直沉默,正常吗?

比较合理的解释是,登上的月球的不是他,真正的荣誉属于某个永眠月球的某位老友,他心怀愧疚,因此一直保持沉默。

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