月球沒有火箭發射塔,登上月球的宇航員怎樣返回地球- 美國登月火箭失敗

本文參加#科學了不起#系列征文賽 。上個世紀美國登月,質疑聲卻延續到了這個世紀 。到目前為止,人類一共成功登月6次,全都是來美國人,為什么就美國能登月,其他國家怎么就沒人上去?火箭在地球上升空,這個大家都能接受,但月球上沒有發射臺,沒有那

月球沒有火箭發射塔,登上月球的宇航員怎樣返回地球- 美國登月火箭失敗

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本文參加 #科學了不起# 系列征文賽 。
上個世紀美國登月,質疑聲卻延續到了這個世紀 。到目前為止,人類一共成功登月6次,全都是來美國人,為什么就美國能登月,其他國家怎么就沒人上去?
月球沒有火箭發射塔,登上月球的宇航員怎樣返回地球- 美國登月火箭失敗

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火箭在地球上升空,這個大家都能接受,但月球上沒有發射臺,沒有那么多設施、后勤、準備,宇航員如何在月球上升空返回地球?這種看似顯而易見又難以解決的問題,美國人在上個世紀是如何辦到的?
土星五號
【月球沒有火箭發射塔,登上月球的宇航員怎樣返回地球- 美國登月火箭失敗】1967年7月16日,土星五號運載火箭帶著阿波羅11號在肯尼迪航天中心緩緩升空 。
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土星五號就是在現在也是“最胖”的火箭(自重最大,3000噸),運載能力達到幾十噸(月球軌道45噸,近地軌道118噸),可以說是專門為登月定制的 。目前,它的推力也僅次于蘇聯能源號運載火箭 ??梢娒绹敃r的航天水平就已經達到了一定高度,這是必須要承認的 。
月球沒有火箭發射塔,登上月球的宇航員怎樣返回地球- 美國登月火箭失敗

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把人和飛船帶過去是沒問題,但這么個大家伙,在地球上把它組裝起來都費勁,月球上它是如何穩穩降落,又再次升空返回,燃料夠嗎?
過程
我們基于美國50年內不斷爆出的登月細節,重新演示一遍過程,看看美國是如何完成的 。首先大背景是地月系統,這個很關鍵 。
1.火箭不斷加速起飛,在這個過程中不斷克服地球的引力,部分推進器脫落,到達近地軌道,環繞地球 。
2.到達既定近地軌道,再次加速克服地球引力,沖向最省力的地月轉移軌道 。
3.接近月球進入環月球軌道,繞月球并逐漸減速,讓月球引力慢慢把它“拽下去” 。
4.克服月球引力升空,環月,進入地月軌道,進入地球軌道,落入大氣層 。
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出發時,進入月球軌道,一切都沒有問題,很多國家可以辦到,落到月球上,只要在環月軌道上減速,就是摔下去,那也算是下去了,關鍵點是怎么上來,這就要提到登月的一些細節了 。
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大部分人知道阿姆斯特朗與奧爾德林在月球上插小旗,蹦蹦跳跳,晃蕩了一圈,地上弄了點土“特產”,就回阿波羅號了 。但實際上背后還有一個功臣,邁克爾柯斯林,他也上了火箭,登月時這人哪去了?為何他沒有走兩步,千古留名一下?
如何回來?
實際上,他肯定是想的,不過為了大局,他有更重要的任務就是開好返程班車,把所有人回家 。
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阿波羅號飛船分為指令艙、服務艙、登月艙,在去時的路上,進入地月軌道之時,指令艙與服務艙脫離了阿波羅號,來了一個“原地空翻180度”,進行反向對接 。
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登陸之時,指令艙與服務艙并沒有下去,而是與登月艙分離,留在環月軌道轉圈圈,而柯斯林就是留在了指令艙中,所以他無法出現在月球表面 。
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回家的班車是指令艙,因此回家的路程是從環月軌道發車的,而非月球表面,只要在月球軌道上進行加速就可以進入地月軌道 。
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整個登月過程,降落到月球表面與從月球表面升空是最難的 。登月艙分為上升段與下降段,整個飛船下去再起飛是難以完成的,因此只讓登月艙自己落地,相對于放了一個小型火箭下去 。
登月部分質量的減小意味著升空時所需燃料更少 。由于登月艙質量較小,因此不需要太大、太復雜的基地作為支撐,只需要一個相對簡易的發射架 。下降段在降落時通過燃料推進減速,緩落,升空時又充當小型發射架留在月球表面 。

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