美国当时登月后航天员是如何从月球返航的?在月球表面有可以发射的条件吗?
首先我们说发射条件,火箭的燃料里面自己会添加氧化剂,这种物质在没氧的环境里一样可以燃烧。
我们先不说阿波罗到底有没有登月,就按照正常的情况下说,因为具体咋回事只有美国的总统日记里才会知道了,平民和普通当官的是不会知道的。
阿波罗登月舱一共由指挥舱、服务舱和登月舱3个部分组成。指挥舱为圆锥形,高3.2米,重约6吨。服务舱为圆筒形,高6.7米,直径4米,重约25吨。登月舱 ,由下降级和上升级组成,地面起飞时重14.7吨,宽 4.3米,最大高度约7米。月球的引力是地球的1/6,这样算来在月球起飞的时候应该是2.45吨。加上在月球做完研究以后,月球车还有一些装备是不需要带走的,那么可能启动的时候只有2吨或者不到。而登月舱并不需要飞回地球火星飞离轨道。因为还有轨道轨道舱接应。登月舱中的下降级中包括了登月装备、雷达天线、降落火箭引擎、以及降落所需的燃料。下降级上还带有几个装载其他货物的隔间,比如阿波罗月面实验包、移动仪器推车(阿波罗14号)、月球车(阿波罗15号、阿波罗16号和阿波罗17号)、月面摄像机、月面工具和月面样品采集箱。 而且登月纪念牌也安装在下降级的爬梯上。这些都留在了月球,这些东西非常重的。
而且那个时代运送登月的火箭,土星五号。到现在都没有国家可以研制出来这么大推力的火箭。中国的长江七号火箭需要2028年才能研制出来。不得不承认,美国的科技领先中国还是太多,追赶需要时间,尤其在高精尖的领悟,他们对我们实行技术封锁,我们没有借鉴,只能一步一步慢慢来。
我期待祖国的明天。
美国当时登月后航天员是如何从月球返航的?在月球表面有可以发射的条件吗?
月球是距离地球最近的星球,也是地球唯一的自然卫星,自古以来就被人类作为一个重要的探索目标。从1959年至今,主要出现过两次月球探测的高潮,第一次是1959年-1976年,在此期间,美国和前苏联为了在太空竞赛中处于领先地位,陆续发射了很多月球探测器,并且都进行了各自的载人登月计划,其中以美国的“阿波罗”计划最具代表性;第二次是1994年至今,以美国、欧空局、中国、日本、印度等为代表的世界主要航天大国都发射了无人月球探测器,并且制定了各自的载人登月计划,其中以美国的“重返月球”计划为代表。从人类探索月球的历程可以看出,月球探测是人类航天事业发展的一个重要标志和里程碑,而载人登月作为航天强国地位和综合国力的彰显手段, 更是载人航天在未来发展中不克回避的任务之一。
对于载人登月工程来说,其登月飞行器组合体的飞行轨道设计是一个非常重要的环节,与无人登月探测器的飞行轨道相比,载人登月轨道所受约束更为严格,除需满足任务实施的基本要求外,还要对可能发生故障后任务中止的应急返回能力做出考虑,因此,合理的飞行轨道设计是整个载人登月任务得以成功的重要前提。
在整个载人登月工程中,月面上升段任务是其中最为关键的一个阶段,从飞行轨道的设计来看,其任务是将登月舱从月面发射到指定的环月轨道,并与环月轨道上的返回舱完成交会对接。环月轨道交会对接与近地轨道交会对接的主要不同之处有两点:一是月球上没有大气,登月舱上升过程不存在阻力,只需要较小的推力即可进入环月轨道;一是月球具有慢自转特性,其自转周期为27天,倘若通过月球来等待共面交会条件,往往需要较长的月面停留时间,为了避免这一问题,登月舱的月面上升需要解决登月舱与返回舱的异面交会问题。
从载人登月工程的飞行轨道的实施来看,月面上升轨道可以分为:动力上升段和交会对接段两个部分。
动力上升段,登月舱的推力发动机持续点火工作,不断提升登月舱的速度和高度,同时消除与在环月轨道上飞行的返回舱的异面差,最终将其送入与返回舱共面的预定环月轨道。
交会对接段,登月舱的推力发动机将采用脉冲推力模式,通过若干次的轨道机动,使登月舱与返回舱进行准确的交会对接,形成环月飞行组合体。
美国当时登月后航天员是如何从月球返航的?在月球表面有可以发射的条件吗?
多年前,在美国休斯顿航天控制中心看到过《阿波罗登月计划》这方面的介绍,很是详尽,当时手机还是奢侈品,在同行翻译的帮助下,用小笔记本记下了一些数据和资料,大致是这样的。
《阿波罗登月计划》是一项宏伟的工程,宇宙飞船的长度约25米,重约45吨,是由几百名工程师组装起来的。发射飞船的三级火箭为“土星5号”长约85米,重约2700吨,总设计师是一个名叫凡.布朗的人。
1969年7月16日一大早,佛罗里达州肯尼迪角航天中心,三位宇航员阿姆斯特朗、奥尔徳里恩和科林斯穿上宇航服,来到宇航中心进入座舱,随着一声巨响,阿波罗飞船开始了它的月球之旅。大约有来自全球八十多个国家和美国各地的一百多万的人群发出一片欢呼声:“上天啦!上天啦!一路平安!一路顺风!”。
离开地球的第三天,飞船通过减速安全进入环绕月球的驻留轨道,休斯顿控制中心的所有人稍稍安下心来。
7月20日宇航员阿姆斯特朗和奥尔德里恩进入呼号为“鹰”的登月舱,并与驻留轨道舱“哥伦比亚”分离,科林斯留在了轨道舱里。接到控制中心的命令后他们按下了下降的发动机按钮,“鹰”飞离轨道,由曲线下降慢慢地变成垂直下降,这个过程只有十二分钟,但控制中心的人员都紧张得屏住了呼吸,觉得时间格外漫长。
“鹰”必须十分缓慢并且角度必须十分准确的着陆,如果角度不准而导致一条“鹰”腿折断使登月舱发生倾斜,宇航员们再也无法从月球起飞,而且没有人能够营救他们。
按预先选定的一个称着“静海”的着陆点,“鹰”完美着陆,控制中心的人员终于松了一口气并祝贺两位宇航员成功,宇航员们的家人也情不自禁地流下了眼泪。
大约着陆6个小时以后,阿姆斯特朗打开“鹰”舱的盖朝外观看,他看到了奇怪的景色。上面的天空漆黑,但月球沐浴在灿烂的阳光之中。月球是一片尘土、岩石和陨石坑的荒地,万籁俱寂,没有任何生命的迹象。
阿姆斯特朗用了二十分钟才下到底层,站在了月球上面。“那是人的很小的一不步,却是人类的一大飞跃。”他说出了著名的这一句话。
两名宇航员像醉汉一样东倒西歪,首次人类在月面上留下了脚印。他们架起电视摄像机,收集尘土和岩石标本,在月球上行走了约两个半小时。
两名宇航员在月球上生活了二十一个小时三十六分钟,告别月球实际上危险性更大一些,仅仅只有一枚较小小的火箭发动机来发射“鹰”,把它带到20000米的高度推入轨道,如果发动机失灵,他们就只能留在月球上,等氧气一用完就会死去,无法营救。
控制中心下令起飞,阿姆斯特朗按下按钮,发动机起动了,“鹰”飞了起来,将底座留在了月球上。“鹰”顺利进入驻留轨道并与哥伦比亚轨道舱会合,准备重返地球了。
美国当时登月后航天员是如何从月球返航的?在月球表面有可以发射的条件吗?
当初阿波罗登月计划立项之后,科学家们提出了4种登月方式。
第一种是一个巨大的航天器从地球起飞,然后直接飞往月球并降落月球表面,完成任务后从月球起飞返回地球,这个方式看似简单,但对于运载火箭的要求极高,现在SpaceX的“星舰”就是基于这种登陆月球的方式在进行研发,然而在当时不可能有这样的技术。
SpaceX的“星舰”
第二种是地球轨道集合,这是多个航天器分别由运载火箭发射到地球轨道,然后这些航天器组成一个大的登月航天器,降落月表,完成任务后返回,这是基于土星5号还没有研制成功的备选方案。
第三种就是月球表面集合,先期发射一艘可返回地球的航天器到月表,然后发射载人航天器到月表,宇航员完成任务后换乘航天器回地球。
阿波罗登月计划的登月舱和宇航员
第四种方式就是月球轨道集合,这就是从地球发射一颗集合有服务/指挥舱/登月舱的航天器到达月球轨道,服务/指挥舱与登月舱分离,一名宇航员留守指挥舱,两名宇航员乘坐登月舱降落月表完成任务,之后再乘坐登月舱返回月球轨道和服务/指挥舱对接,宇航员转移到服务/指挥舱,再次与登月舱分离(让登月舱坠毁于月表),所有宇航员乘坐服务/指挥舱返回地球。
登月舱点火升空
阿波罗登月计划最终采取的是第四种登月方式,由于月球的引力大概只有地球的六分之一,只需要较小的运载能力就能把登月舱从月表发射到月球轨道,当然,这个时候的登月舱会放弃一切不必要的东西,比如登月舱的降落部分以及月球车等等,进一步减轻重量。
在月球表面也有很多平坦的地方,登月舱在返回的时候,会尽量选择在平坦的地方发射升空。
“嫦娥二号”在进行月球测量的时候,也曾经拍摄到了“阿波罗17号”着陆点的一些痕迹。
美国当时登月后航天员是如何从月球返航的?在月球表面有可以发射的条件吗?
美登月宇航员要想从月球返航,登月舱的起飞速度必须满足月球的逃逸速度,正如从地球发射航天器进入绕地轨道,首先满足第一宇宙速度7.9千米/秒,但要脱离地球摆脱引力进入另一个星球,速度就必须达到第二宇宙速度,即地球的逃逸速度11.2千米/秒,才能进入其它星体。
同样登陆舱也要返回地球;经科学推算,月球的逃逸速度仅为2.4千米/秒。远远低于地球的逃逸速度,但要想达到月球逃逸速度离开月球,是不是还需要燃料推力来完成?
那么燃料来自何处?又是如何起飞的呢?美国的登月飞船分为指令舱、登月舱和服务舱三部分,登月舱着陆月球表面,指令舱和服务舱在绕月轨道飞行静候返回,宇航员乘登月舱返回,不需要火箭,但肯定需要一个发射平台或发射架。
那么发射架哪里来的?月球有发射的条件吗?星辰君知道,发射平台或发射架的作用,就是能够让登月舱做到垂直起飞,以最快、最短的路径调整路线,调相朝自己目的地出发。
美登月飞船的登月舱又分为本体和支架两部分,两者都携带足够的燃料,运用于返航的不同时间,登月舱着陆月面时,本身携带的支架将固定在月面上,支架燃料的反向推动带有缓冲器作用。
是不是清楚,这相当于构建一个“月球发射场”,登月舱本体就相当于火箭,支架作为发射平台,宇航员乘坐的登月舱本体,依靠支架燃料推动达到速度2.4千米/秒,以月球逃逸速度进入月球轨道。
抵达月球轨道与等待“接送”登月舱返航的登月飞船““会师””。登月舱与飞船的指令舱和服务舱对接,依靠服务舱携带的返回燃料,将月球轨道上的登月飞船速度提高到2.4千米/秒以上。
然后离开月球轨道进行返航,进入地球的引力范围后,飞船调整角度,将返回舱抛回地球。然后穿越大气层平安降落返回地球。
美国当时登月后航天员是如何从月球返航的?在月球表面有可以发射的条件吗?
拍完照片视频以后,走到更衣间脱下宇航服歇会,然后钻进小黑屋。过几天再穿上宇航服,会被飞机带着坐在飞船里,打开降落伞晃晃悠悠回到地面。人类的最伟大奇迹诞生了![偷笑]
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