人類登月的過程,是怎麼上去的,又是怎麼下來的?

2020-11-04 科學信仰


月球是人類唯一親身踏足的地外星球,不過現在回想起來,載人登月似乎已經是很久以前的事情了,的確如此,從最後一次登月至今,已經有將近50個年頭了。

人類首次成功登月是在1969年,而最後一次則是在1972年,在3年左右的時間裡,人類一共6次成功登陸月球。載人登陸地外星球,而且還要成功返回,這絕不是一件容易的事情,而早在50多年以前,人類就做到了,不得不說這是個壯舉,當然,除了讚嘆以外,在首次登月至今的半個世紀裡,也一直存在著質疑的聲音。那麼登月到底是真是假呢?人類是怎麼飛上月球的,飛上去之後又是怎麼下來的呢?要想讓一艘飛船擺脫地球引力,就必須要給它提供強大的推升力量,而這就必須要用到運載火箭。在美國的航天史上,曾經出現過的最大的火箭就是著名的土星五號了。


土星五號的發射重量達到了2800噸以上,而近地軌道運載能力也超過了110噸,而要將如此巨大的火箭發射升空,就必須要用到火箭發射塔。

由於火箭製造和發射技術的差別,不同國家的火箭發射塔擁有著不同的功能,如水平組裝、起豎發射的俄羅斯火箭所用到的發射塔功能就比較單一,只需要擁有發射功能。而像我國酒泉衛星發射中心,它的發射塔就集組裝、檢測、維護等多種功能於一體,這種發射塔的成本較低,也省去了組裝後的運輸環節,缺點就是佔用時間長、效率低,一旦出現事故,則損失重大。有了發射塔和推力強勁的運載火箭,人類就可以將飛船送上太空了。火箭在點火之後,會在升空過程之中逐漸加速,並依次甩掉用完的推進器。


當運載火箭通過不斷加速,速度提升到每秒7.9公裡,那麼它便超越了第一宇宙速度,此時它就可以擺脫地球的引力束縛,而進入近地軌道了。

進入近地軌道之後,飛船開始在近地軌道圍繞地球運行,同時等待著一個重要的時機。隨著飛船與既定的軌道位置越來越近,飛船再次進入加速模式,這一次加速是為了進一步克服地球引力,讓自己通過地月轉移軌道而進入月球軌道。進入月球軌道之後的飛船,登月的過程就可以說是曙光在望了。在月球軌道運行的飛船由三個基本結構組成,分別是指令艙、服務艙和登月艙。此時,登月艙會從飛船上脫離下來,由於速度的降低和月球引力的拖拽作用,登月艙會逐漸向月球表面靠近,之後登月艙會點火,實現減速,從而平穩著陸。


當登月艙平穩著陸之後,太空人就可以出艙插旗子並進行計劃中的研究收集工作了,每當提到登月,很多人第一個想到的可能就是阿姆斯特朗在月球表面插旗子的畫面了。

現在問題來了,當太空人做完預定的工作,怎麼返回地球呢?月球上既沒有運載火箭,也沒有發射塔。其實要離開月球並不需要運載火箭,因為月球的引力只有地球的六分之一,所以並不需要攜帶大量燃料的火箭進行助推。至於發射塔,太空人們可是自帶了。事實上登月艙並不是一個整體,而是分為上升段和下降段兩個部分,在登月的時候,下降段負責點火減速,而成功登陸月球之後,下降段就沒用了,它就變成了一個簡易但又十分穩固的發射架,有了這個發射架,上升段就可以順利點火升空了。


因為月球本身引力小,所以環月軌道距離月球表面也不是太遠,登月艙的上升段很容易就可以進入環月軌道,此時它會與一直等候在環月軌道的指令艙和服務艙進行對接。

對接成功之後,太空人從登月艙進入到指令艙之中,登月艙就被脫離扔掉了。之後服務艙點火,飛船從環月軌道進入地月軌道,再進入近地軌道,此時,已經完成使命的服務艙也沒有價值了,所以也要扔掉,最終掉落進入大氣層成功返回地球的只有小小的指令艙和指令艙中的三名太空人。當然了,三名太空人之中,只有兩名能夠有幸成功登月,而另外一名只能夠呆在環月軌道上,等待著完成登月任務的登月艙上升段回來與之對接。離開地球時還重達數千噸的龐然大物,回來的時候就只有這麼一小點了,可見載人登月是一項花費不菲的事情,這可能也是將近50年人類沒有再次登月的原因之一。

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