月球上没有火箭和发射塔,美国人如何做到返航?科学家:搭顺风车


月球上没有火箭和发射塔,美国人如何做到返航?科学家:搭顺风车


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月球上没有火箭和发射塔,美国人如何做到返航?科学家:搭顺风车


美国人到底有没有登上月球?从上个世纪一直讨论到本世纪 , 不知不觉已经过去了半个多世纪 。

电影里恶搞美国登月
我们先不谈那些照片里面的真假 , 只来讨论一个问题 , 月球上没有发射架 , 登月舱是如何在月球表面起飞的?讨论之前 , 我们需要了解几个问题:
想要离开一个星球需要满足哪些条件?登月舱如何发射?为什么火星无法返航?如何离开太阳系?
月球上没有火箭和发射塔 , 美国人是如何返航的?科学家:搭顺风车!

宇航员登月的照片
如何离开一个星球?离开不同的星球 , 所需要的速度是不一样的 , 以地球为例 , 我们的人造卫星需要进入轨道 , 发射时必须满足第一宇宙速度 , 即7.9千米/秒 。 但是这个速度远远达不到逃离地球 。

火箭发射升空
想要彻底摆脱地球的束缚离开地球的引力范围 , 必须到达第二宇宙速度 , 也就是逃逸速度 , 11.2千米/秒 。 如果发射的时候小于了这个速度 , 那么飞船就只能围绕地球做椭圆轨道的运动 , 永远离不开地球的怀抱 。 决定地球逃逸速度的 , 是地球本身的质量与半径 , 每一个天体的逃逸速度基本上是不会变的 。

搭载登月宇航员的火箭
所以 , 离开一个星球的最关键因素 , 不是什么发射架或者发射塔 , 而是起飞时的速度 。 当年美国的登月舱返回 , 只需要满足月球的逃逸速度发射 , 就能离开月球的引力范围 , 回到地球 。 那么月球的逃逸速度是多少呢?
非常小 , 只有大约2.4 km/s , 连地球的第一宇宙速度都没达到 。 这是因为月球的质量太小了 , 只有地球的1/81 , 而它的半径也只有地球的1/16 。 月球表面的重力也只有地球的六分之一 , 可以说离开月球所需要的能量 , 完全无法和地球表面的火箭发射相比 , 离开月球表面比离开地球表面轻松太多 。

在月球上看地球
因此 , 不需要什么火箭助推 , 仅凭借登月舱携带的燃料 , 足够当年的美国回来 。 前面说到 , 离开一个星球表面的关键是逃逸速度 , 可这也不代表发射架一点作用也没有 。

货架发射架
登月舱如何离开月球?发射台或者发射架的作用 , 是让飞行器尽可能垂直起飞 , 这样可以找到最快、最短的路径 , 防止跑偏 , 浪费燃料去调整路线 。
要知道对于一个飞行器来说 , 载重是有限的 , 燃料都是算着带 , 不可能有多余的燃料 。 虽然离开月球表面比离开地球表面容易很多 , 可是也不能浪费登月舱的能量 。 所以 , 从月球上返回 , 最好还是需要一个发射架 。

带支架的登月舱
但是月球上哪里来的发射架呢?没有 , 那就自带一个!我们看到的登月舱只是飞船的一部分 , 而且回来的登月舱和去时候的登月舱明显不太一样 , 因为有一截被留在了月球上 , 那个就是登月舱自带的发射架 , 同时也是它着陆时的缓冲器 。
登月舱的整体可以被分为两部分 , 本体和支架 。 本体就是宇航员们乘坐的地方 , 而支架就是登月舱降落在月球上最先接触到表面的部分 , 一般来说有四个脚 , 会牢牢地固定在月球表面 。 本体和支架都带有燃料 , 但是使用的时间不一样 。

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