月球沒有發射場,當初阿波羅計劃宇航員,是如何返航的?

陰霾冬天


很多人就是揪著當初阿波羅登月的時候月球沒有火箭發射場所以理論上宇航員如果上了月球是沒有辦法返回的這件事來藉此說明美國人沒有登上月球。


可是事實上,美國人有沒有登陸月球,我們也應該擦亮眼睛去看,世界上那麼多國家的專家都已經證實了美國登月的真實性,怎麼還是有人不相信呢?難不成專家說的話還沒有一些民科說得準?為了瞭解阿波羅登月計劃中登上月球的宇航員是如何返回地球的這個問題,我們不妨來看一看登上月球的著陸器的構成。

登月所用的阿波羅11號由三個主要部分組成,分別是指揮艙、服務艙以及登月艙,顧名思義,各自的作用也不用我說了,而其中最為關鍵的登月艙,將會是這篇文章的重點介紹對象,登月艙當然就是最後登上月球的那個部分了,宇航員阿姆斯特朗和奧爾德林乘坐登月艙降落在月球的表面。其實登月艙除了具有月面軟著陸的作用之外,它還有另外一個作用,那就是送宇航員回到繞月軌道。


登陸艙其實可以分為兩個部分,一個是著陸器,也就是降落在月球表面的時候需要用到的配有火箭噴射部分的那一個,另外一個部分是上升器,在登陸完成之後,著陸器的作用就變成了上升器的火箭發射架,上升器上面也有火箭,通過將著陸架作為起射架並且在上升的過程中拋棄著陸器,上升器就足以帶著宇航員回到繞月軌道了。之後上升器會跟在繞月軌道上待命的服務艙對接,然後將宇航員轉移到控制艙之後,再通過指揮艙就可以返回地球。

可能很多人疑惑的地方不是上升器怎麼起飛的,而是上升器為什麼可以帶著宇航員脫離月球的引力束縛,這麼想也在情理之中,畢竟上升器看起來也不大,那麼它所攜帶的火箭推力,也應該是很有限的,只是有一件事你可別忘了,那就是月球的重力加速度僅僅只有地球的六分之一,而月球的逃逸速度,僅僅只有2.4千米每秒,差不多隻有地球的三分之一,所以說,在月球上點火發射的話,火箭推力不需要很大就足以將宇航員帶離月球了。


鏡像科普


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阿波羅11號(Apollo 11)是美國國家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration)簡稱NASA)的阿波羅計劃(Project Apollo)中的第五次載人任務,是人類第一次登月任務,三位執行此任務的宇航員分別為指令長阿姆斯特朗(Neil Armstrong)和指令艙駕駛員邁克爾·科林斯(Michael Collins)以及登月艙駕駛員巴茲·奧爾德林(Buzz Aldrin)。

其中用以阿姆斯特朗和奧爾德林登月的登月艙,包括下降段和上升段。

下降段和上升段都裝有火箭發動機和定量燃料

不同於地球,月球上空沒有空氣,因此所有靠大氣阻力減速降落的手段通通行不通,比如使用降落傘。

月球探測器要想降落月球表面,只能依靠反推制動減速——火箭發動機向下噴出高速熱氣流,產生反作用力,使探測器減速。

1969年7月20日下午4時17分43秒(休斯敦時間),阿波羅11號登月艙成功降落外寧靜海南部,在Sabine D環形山西南20公里處。

降落後不久,阿姆斯特朗和奧爾德林出艙,踏上月球表面,兩人在月球表面待了約兩個半小時。

他們在月表插了美國國旗,與時任美國總統尼克松通了電話,拍攝了一些照片,使用鑽孔機取得了月芯樣本,安裝了一些科學儀器,包括一臺被動式地震儀和一臺激光測距反射鏡。

兩名宇航員在完成預定任務後回到登月艙,準備返航

奧爾德林先爬進了登月艙,之後他倆一起用一種叫做月面器材傳送帶的扁平索滑輪裝置費力的將拍攝的膠片和2個裝有21.55公斤月面樣本的盒子運進登月艙。隨後,阿姆斯特朗跳上爬梯的第三級,並爬進了登月艙。

經過長時間勞累,他倆的確需要休息了。於是,在經過一系列準備後,他們對登月艙進行加壓,接著就去睡覺了。

睡了約7個小時後,指揮中心叫醒了兩名宇航員,並指示他們進行返航準備。又過了兩個半小時,他們乘坐的登月艙上升段點火上升,離開月面返回繞月軌道與指令艙“哥倫比亞號”上的指令倉駕駛員邁克爾·柯林斯會合,而登月艙下降段則作為“發射平臺”為上升段的升空提供基礎,永久的留在了月球表面。

由於月球的半徑和質量都都比較小,月球的逃逸速度可根據公式

目前最新的推薦的標準為G=6.67259×10ˇ-11N·m²/kg²,通常取G=6.67×10ˇ-11N·m²/kg²

月球質量M=7.349×10ˇ22kg ,月球半徑R=1738km

可求出月球的逃逸速度約為1667m/s

而且,月球上空沒有空氣,物體運動時幾乎不受大氣阻力,這可以讓返回的衛星只需要克服重力。

加之,他倆在轉到登月艙上的生命保障系統後,就將宇航服上的便攜式生命保障系統揹包、相機和其他一些不必要的設備拋棄在月球上了,以減少登月艙上升段的重量,登月艙上升段“逃離”月球並無“蜀道之難”——難於上青天。

為什麼在地球上發射火箭需要發射平臺

火箭的重量及高度很大,同時火箭有需要懸在半空,或者在火箭底部留有一個大水池,裡面裝有大量的水,用以吸收火箭發射時釋放出的大量熱量,以免對火箭本身和火箭發射平臺完成損毀。

發射架可以固定火箭,保持其垂直,增大發射成功率以及減少發射燃料消耗。

此外,實施衛星及其運載火箭的組裝、檢測、維護、加註燃料、填充壓縮氣體

等工作均要在火箭發射基地。

可以說,一個好的火箭發射基地(低緯度)可為每次火箭發射節省大量燃料及發射成本,我國為了節約發射成本,就在海南島建造了一個火箭發射基地。


零下二百七十三度


著陸的部分包括一個發射臺。

阿波羅11號由土星5號火箭發射,總質量為3039噸。由於地球引力巨大,這些質量的絕大部分是推進燃料,只有45噸的指令艙及登月艙進入月球軌道,僅佔總質量的1.5%。

指令艙質量為30噸,這是任務完後返回地球的部分,其中指揮艙5.6噸,是返回地球的部分,服務艙24.5噸,主要是推進劑。

登月艙質量14.7噸,這就是登月的關鍵了。登月艙由下降級和上升級組成,下降級質量約10噸,裝載了約8噸燃料,以及月球車、雷達天線、攝影機、月面活動工具等。在月球軌道上,登月艙和指令艙和分離後,依靠下降級的火箭著陸,阿姆斯特朗牛逼哄哄地說出了那句話:這是個人的一小步,卻是人類的一大步。

最最關鍵的上升級質量約4.5噸,其中推進劑質量2353公斤,這是因為月球的重力只有地球的六分之一,無須像地球發射那樣,需要巨大的能量。登月艙的下降級被留在月球上,充當了發射臺的作用,這是上升級離開月球的gif動畫,看起來還是挺輕鬆的。

登月艙上升級返回月球軌道後,和指令艙會合,宇航員和獲取的資料、樣本進入指令艙,登月艙就被拋棄在月球軌道了,最終會和月球相撞。

指令艙返回地球,回到地球軌道後,只有約5.6噸的指揮艙,或稱乘員艙降落到地球上,只佔發射時質量3039噸的不到0.2%,你可以想象人類要衝出地球到達另外一星球並返回,需要付出多大的代價了。


徐德文科學頻道


真不知道你在地面放一個“二踢腳”非得要建什麼悶騷的發射架?

仔細看看上圖,當第一次載人登月的時候,登月裝置分為三個部分,軌道艙、著陸器和返回艙,左邊的是返回艙,在距離月球表面幾公里的高度繞行,有一名宇航員邁克爾·科林斯(Michael Collins)值守,阿姆斯特朗和巴茲·奧爾德林執行登月任務。


LM段就是登月裝置,左邊無數黑色小噴口的是上升級,右邊四條腿+黑色大噴管的是下降級,由於月球表面沒有大氣,重力只有地球的1/6,只要很小的推力就可以保證上升和下降了。

(數數看,上面多少個小噴口?)

著陸裝置總共只有14噸,將落月面的時候耗費燃料2噸,上升級總重只有3噸多,預備燃料只有1噸多,下降級四平八穩地站在月表,本身就是簡易發射架了,事後就留在月球當垃圾,沒有風吹雨打,重力又很弱的情況下,上升級可以很好地趕上指揮艙,進行對接,然後拋掉上升級,掉頭回地球。

(這是海邊噴水飛行器)

(這是火箭單人揹包飛行器)

如同我們在地球上玩的這兩個遊戲,克服重力即可,要什麼勞什子發射架?不要忘了,月球的重力只有地面的1/6,我看上面的火箭飛行器要是在月球上飛,怕是回不來了。


這些都是科研人員嚴謹地計算得來的,不是胡編亂造的,要知道在美蘇爭霸的前提下,要是美國登月失敗,讓三名宇航員再也回不來,政治上的影響力不亞於遭到核攻擊。最反感有些人,不懂工程技術,在這裡人云亦云,從心底裡見不得別人科技比自己進步,除了羨慕嫉妒恨,只剩下哀號。



諸葛小村姑


1969年7月20日,阿波羅11號的載人登月艙在月球的表面成功著陸,幾小時後,宇航員尼爾.奧爾登.阿姆斯特朗(Neil.Alden.Armstrong)在月球上踏出了“人類的一大步”。大約二十分鐘後,另一位宇航員巴茲.奧爾德林(Buzz Aldrin)也踏上了月球,順便提一下,下圖中那個經典的腳印其實是巴茲.奧爾德林留下的。

我們知道,此次任務非常成功,NASA不光將人類送上了月球,還平安地將他們帶了回來,順便還捎帶了21.55千克的月球標本。

在感嘆這個人類航天史上的偉大事件的同時,相信不少人都對一個問題感到比較困惑,那就是月球並沒有發射場,當初阿波羅計劃的宇航員,是如何返航的?

事實上,這個問題的答案很簡單,月球上確實是沒有發射場,而阿姆斯特朗等人之所以可以順利返航,是因為他們利用了登月艙自帶的“發射架”,我們用一張圖片來說明。

上圖為阿波羅11號的簡單示意圖,可以看到飛船主要是由三個部分組成,即服務艙、指令艙和登月艙,其中登月艙又由上升段和下降段這兩部分組成,以下是飛船各部分的說明。

  • 服務艙:阿波羅11號的主要動力來源,負責飛船的軌道轉移、機動變軌以及姿態控制,其重量約為25噸。

  • 指令艙:阿波羅11號的控制中心,也是宇航員的工作與生活的場所,配備了具備各種功能的儀器、全套的維生系統、生活必需品以及救生設備等,其重量約為6噸。

  • 登月艙上升段:主要用於宇航員返航,除了通信、控制、導航、維生系統以外,還配備了獨立的返航發動機以及燃料儲存箱。

  • 登月艙下降段:配備了用於著陸的“四條腿”,以及用於控制著陸過程的著陸發動機,另外它還有四個儀器艙,整個登月艙總重量約為14噸。

下面我們來簡單回顧一下阿波羅11號登月與返航的過程。

當飛船到達預定位置後,阿姆斯特朗和奧爾德林乘坐的登月艙會與飛船主體分離,他們會利用著陸發動機將登月艙順利地降落在月球表面。

在此次任務中,除上述兩個宇航員以外,還有一個宇航員邁克爾.科林斯(Michael.Collins)。他是指令艙的駕駛員,此時他會留在指令艙,控制指令艙按預定軌道進行環月飛行,並對另外兩人提供必要的協助。

當登月任務完成後,阿姆斯特朗和奧爾德林會進入了登月艙上升段,在返航的時候,上升段會與下降段分離,並以下降段為“發射架”,利用返航發動機提供的動力返回環月軌道。在這裡,登月艙上升段會與飛船主體重新對接,這樣從月球上返航的任務也就順利完成了。

需要指出的是,月球的質量比地球小得多,其引力大約只有地球的六分之一,同時月球又是沒有大氣層的,這些條件都非常有利於登月艙上升段的順利返航。

值得一提的是,近年來有不少懷疑人類登月真實性的說法,並提出了不少的質疑。但從目前來看,這些質疑都可以得到合理的解釋,而且還有大量的證據都顯示了阿波羅計劃的真實性,因此筆者認為,我們應該客觀地看待這個問題。


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魅力科學君


這個其實說白了很簡單,因為阿波羅飛船自帶了“發射架”,所以才可以順利返航啊。

當然,說起來簡單,其實整個過程和方式都是有著科學依據和嚴密的計算的,我們先簡單介紹一下阿波羅登月的過程。

首先是從地球上發射,由於地球的環繞速度是7.9千米/秒,那麼我們想要把將近50噸的阿波羅飛船發射到月球,就需要總質量達到3000噸級的火箭,再加上地球有大氣的影響,所以巨大的火箭就需要一個巨大的發射架,這是由地球的環境決定的。

火箭起飛後,將阿波羅飛船先是送進地球環繞軌道,然後再加速到11.2千米/秒的逃逸速度,變軌進入奔月軌道,大約經過60個小時就到達了月球附近。再變軌進入繞月軌道,由於月球引力小,月球的環繞速度只有1.2千米/秒。

阿波羅飛船包括三個模塊,服務艙,指令艙和登月艙,在月球軌道上,登月艙與指令艙脫離開始登月任務。登月艙也分兩部分,上升部分和下降部分,下降部分主要負責降落月面的任務。下降部分帶有減速火箭,最終讓登月艙安全降落到月面。

當任務完成後,上升部分就會與下降部分脫離,將下降部分作為發射架,上升部分離開月球表面,加速到1.2千米/秒,進入環繞軌道。

由於月球引力小,環繞速度只有1.2千米/秒,上升部分的總質量也只有4噸多,其中包括2噸多的燃料,因此是不需要像地球上那樣巨大的發射架的。

上升部分進入繞月軌道後,與這裡的指令艙匯合,然後拋掉上升部分。指令艙和服務艙加速到月球逃逸速度,約2.4千米/秒,進入返回軌道。在60個小時後,回到地球軌道附近。最後再拋掉服務艙,只剩下指令艙回返地球表面。

這就是整個登月的過程了。其中每一個環節都是有科學依據,並且經過計算的,在正是登月之前也做過多次驗證的。


寒蕭99


大家都知道,如果從地球火箭要將飛船送往太空需要強大的推力,用於擺脫地球的引力飛往太空,所以,將飛船從地球送往太空的火箭,是當年美國舉全國之力研發了7年的土星五號。那麼從月球起飛是否也需要這麼大的火箭呢,答案是不需要的!月球的引力只有地球的6分之一,也就是說飛行器需要每秒11.多公里的逃逸速度才能從地球起飛才能飛出地球,而月球的速度只需要2.多公里每秒。所以,從月球起飛並不需要太大的推力和火箭。

阿波羅11號由土星5號火箭發射,總質量為3039噸。由於地球引力巨大,這些質量的絕大部分是推進燃料,只有45噸的指令艙及登月艙進入月球軌道,僅佔總質量的1.5%。 指令艙質量為30噸,這是任務完後返回地球的部分,其中指揮艙5.6噸,是返回地球的部分,服務艙24.5噸,主要是推進劑。登月艙質量14.7噸,這就是登月的關鍵了。登月艙由下降級和上升級組成,下降級質量約10噸,裝載了約8噸燃料,以及月球車、雷達天線、攝影機、月面活動工具等。在月球軌道上,登月艙和指令艙和分離後,依靠下降級的火箭著陸,阿姆斯特朗牛逼哄哄地說出了那句話:這是個人的一小步,卻是人類的一大步。

月球不同於地球,地球有強大的引力,飛船要飛去太空,必須要達到第三宇宙速度(每秒16.7Km吧)才能夠克服地球引力飛出去。所以,每每發射衛星、飛船之類的東東,發射場都見豎起像高樓的發射塔,這是三級火箭肋推器,是把衛星、飛船送上太空的強大動力。在月球上就完全不需要這些傢伙,因為月球本身的引力甚微(可以忽略不計),你看宇宙員阿姆斯特朗登月時,在月球上行走好像崩極跳一樣,稍微一躍,就像飛一樣,飛去很遠很遠,所以呢,登陸艙返回軌道上的飛船是不需要發射場的,稍微一點點動力,登陸艙放個屁,就會像孫悟空翻斤斗一樣飛出十萬八千里,直奔飛船而去啦!宇航員上了飛船,就萬事大吉了,安全返回人類的家園地球村啦!

宇航員登月航天器載有月球登月艙。航天器到月球軌道後,把登月艙投放到月球表面,航天器在月球軌道上等候。登月艙只載有宇航員,比較輕,只需要很少的燃料推進,就可以離開月球回到月球軌道上的航天器,然後返回地球。科學家們在很多返回地球的方案當中選擇了這種方法,是因為這種方案成本最低成功率最高。

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鼎昂全自動炒幣機器人


我覺得這個問題沒有答案了。。。。

這個話題神奇的點在於

大家已經不怎麼關心如何發射回地球,而是他們如何能回到地球后能跟個沒事的人一樣從返回艙出來健步如飛?中國宇航員都是隻能做輪椅呢。

而且他們好像還是定點返回哦!

來看疑點!

阿波羅登月照片竟然有眩光!?

(真空環境下不該有)

嫦娥三號的拍攝則沒有!

10噸自重的阿波羅登陸器登陸沒有任何登陸衝擊痕跡。而自重1噸的嫦娥三號則有明顯的衝擊痕跡。

行走軌跡竟然也沒有嫦娥三號的明顯。。。。。








南無小咖


這是很多人疑惑的事情,我們知道在地球上發射探測器都需要做好充分的準備,有著專門的發射場、還需要專門的運送火箭。但是這些裝置在月球上都沒有,那麼當初阿波羅計劃時候的宇航員是如何返回地球的哪?


上個世紀六十年代末至七十年代初美國進行了阿波羅載人登月計劃,從阿波羅11號-阿波羅17號共成功了6次把12名宇航員送上月球表面,並且安全返回地球,其中阿波羅13號失敗了。

我們可以先來看下阿波羅號探測器的構造,下圖中是阿波羅13號,就是失敗的那一次。主要由三部分組成:登月艙、指令艙和服務艙。其中在進入繞月軌道之後,登月艙執行登月任務,下降級攜帶的噴射裝置控制下降。當執行完任務後,返回登月艙的上升級,這個時候下降級會充當發射架,上升級的噴射裝置啟動,上下分離。登月艙的下降級就被拋棄在月球表面了。

登月艙上升級會和在繞月的指令艙對接,指令艙裡會有宇航員留守,所以說每次載人登月都是三名宇航員,但只有兩名會到月球表面。對接完成後,兩名宇航員進入指令艙,之後便會拋棄登月艙的上升級。最後指令艙和服務艙開始啟程返回地球,最終再入大氣層的時候只剩下指令艙了。


在月球表面起飛相對於地球上來說會更容易,主要有兩方面因素。首先來說月球上沒有大氣層,是接近於絕對真空的,登月艙上升級起飛沒有空氣阻力的限制,更加節省能量。

除此之外就是月球的質量要小於地球。

  • 地球質量:5.965×10^24千克;
  • 月球質量:7.349×10^22千克。

地球的質量是月球的81倍,地球的半徑是月球的4倍。根據以上數據就可以計算出月球上第一宇宙速度為1.76km/s,這要遠小於地球上的第一宇宙速度7.9km/s。因此在月球上起飛會更加容易一些。因此有科學家就曾提出把月球作為人類探測深空的中轉站。



科學黑洞


航天問題,我來答!


大家好,我是首席太空官。接下來,我就對題主提出的問題,進行解答,如有不好請指正點評!

首先,我們來看一下問題,月球沒有發射臺,阿波羅宇航員怎麼從月球起飛!我們分幾點分析: 月球,阿波羅任務。


月球的引力

大家都知道,如果從地球火箭要將飛船送往太空需要強大的推力,用於擺脫地球的引力飛往太空,所以,將飛船從地球送往太空的火箭,是當年美國舉全國之力研發了7年的土星五號。
那麼從月球起飛是否也需要這麼大的火箭呢,答案是不需要的!月球的引力只有地球的6分之一,也就是說飛行器需要每秒11.多公里的逃逸速度才能從地球起飛才能飛出地球,而月球的速度只需要2.多公里每秒。所以,從月球起飛並不需要太大的推力和火箭。

阿波羅任務一登月艙

然後,我們來看一下,阿波羅的宇航員是怎麼從月球發射升空的!
阿波羅的登月艙!大家看起來像是一個整體,但它是分為兩個部分的。上升級和下降級,可以把他們分成兩個模塊去看,他們都單獨配備了發動機和燃料箱。在月球軌道與服務艙分離後,下降級(圖中下半段)這就是底座 發動機點火,穩定降落在月面上。結束任務後,上半段的上升級與下降級連接分離,發動機點火。





正如圖所示,可以把下降級當作是上升級的發射臺!

感謝觀看,我是 瞭解更多航天資訊與天文科普,可以關注我!歡迎大家指點。


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