月球上並沒有火箭,半個多世紀前登月的宇航員是怎麼返回地球的?
1969年,美國航天局實現了人類歷史上首次載人登月,在之後的三年時間裡,又先後開展了5次載人登月,把12名宇航員送上了月球。但自從1972年之後,人類就再也沒有開展過任何載人登月工程。
於是,網絡上對當年美國載人登月的真假產生了很大的懷疑。無法想象,半個多世紀前美國就具備了載人登月的實力,爲何之後的半個多世紀裡,再也沒有開展過任何載人登月呢?
網絡上的質疑有很多,其中一個質疑就是,月球上並沒有火箭發射臺,登陸月球的宇航員是如何返回地球的呢?
美國半個多世紀前載人登月的真假,這裡先不多說,畢竟咱也不是專業人士。不過從官方消息來看,應該假不了。當然,登陸月球的阿波羅宇航員也確實能安全返回地球,根本用不上火箭。
具體是如何返回地球的呢?
首先簡單說一下阿波羅飛船是如何離開地球飛向月球的,主要是憑藉強大的土星五號飛船,該火箭的總質量超過3000噸,核載大約45噸。火箭大部分質量都是燃料,這樣沒有辦法的事情,因爲地球引力很大,需要強大的推動力才能克服地球引力。
阿波羅飛船可以分爲三部分,分別是登月艙,指令艙和服務艙。阿波羅飛船到達環月軌道之後,並不是飛船整體直接降落到月球表面,只有登月艙降落,而指令艙和服務艙都會一直停留在環月軌道,同時留下的還有一名宇航員,另外兩名宇航員乘坐登月球登陸月球。
在返回地球的過程中,只有指令艙最終能返回地球表面,登月艙的上升段會被遺棄在月球表面,而服務艙在返回地球進入大氣層前就會被遺棄。
那麼,登月艙到底是如何降落到月球上的呢?
在環月軌道上,登月艙與指令艙分離,通過減速讓與月球引力俘獲,在下降的過程中,啓動下降段點火,讓其具有朝上的上升力與向下的月球引力抗衡,保證實現軟着陸。
等宇航員完成既定任務之後,就開始返回地球,那麼他們是如何返回的呢?
剛開始說了,月球上並沒有強大的火箭發射臺,但這並不妨礙宇航員返回地球,最關鍵的一點就在於引力。
我們都知道,月球質量比地球小很多,引力自然也很小,只有地球引力的六分之一。其實宇航員返回地球的過程遠比離開地球要容易得多,如果說宇航員離開地球是在不斷“爬坡”,那麼返回地球時其實就相當於走“下坡路”。
因爲返回地球的漫長旅途中,大部分時間都會受到地球引力支配,相當於地球引力一直拉拽着飛船,當然是在走“下坡路”,只有在離開月球時,也就是從月球“出門”時的臨門一腳會受月球引力牽制。
也就是說,宇航員只要能成功從月球“出門”就可以順利返回地球了。如何“出門”呢?
剛纔也說了,降落到月球表面的只有登月艙,登月艙又可以分爲上升段,大約4.7噸,還有下降段大約15噸。在離開月球的時候,離開月球的只有上升段,下降段會被遺棄在月球上。
由於上升段質量很小,只有4.7噸,而且這4.7噸有大約2.4噸的燃料,也就是說,離開月球的真正核載只有大約2.3噸。
而月球引力只有地球的六分之一,這樣換算下來,4.7噸的質量受到的月球引力就相當於0.8噸質量在地球上受到的引力,也就是大約兩頭豬的質量。
還有一點,地球的逃逸速度達到每秒11.2千米,而月球的環月速度只有大約每秒1.7千米,這讓宇航員離開月球的難度再次大大降低。
這還沒有考慮地球上濃厚大氣層的阻力影響,而月球上幾乎沒有任何大氣。
因此,離開月球根本不需要離開地球時那樣宏大的火箭發射臺,只需要一個迷你版的“小型火箭”和“小型發射臺”就行了,這兩樣東西都是現成的,分別是登月艙的下降段和上升段。
當登月艙上升段到達環月軌道後,會與等待多時的軌道艙會合,開始返回地球。到達地球軌道之後,返回艙通過減速獨自進入大氣層,降落到地球表面,而服務艙在進入大氣層前被遺棄。
當然,整個過程遠不像我說的那麼簡單,我只是大致描述了一下離開的過程,具體實施時肯定有很多細節方面的東西需要把控。
至於美國爲什麼半個世紀以來再也沒有開始載人登月,原因是多方面的,這裡就不再詳述了。不過美國如今已經計劃再次開展載人登月了,爲更遠的載人登陸火星“練兵”。
同時,更讓人期待的是我國的載人登月工程,我國的空間站已經完成,成功把數名宇航員送上太空,積累了豐富的航天實戰經驗。這也是爲什麼航天領域權威人士多次發聲:我國計劃在2030年前後開展載人登月!
以我國在航天領域的穩定進程來看,2030年載人登月板上釘釘了!
真是太期待了。