登陆月成功后怎么返回地球？月球上有发射台，还是有巨...

登陆月成功后怎么返回地球？月球上有发射台，还是有巨大火箭？ 原创 星辰大海路上的种花家 2019-07-20 09:33:42
很多朋友心中可能都有这样一个疑问，阿波罗11号从地球出发时土星五号庞大的身躯矗立在发射台上，点火那一刻地动山摇、天地变色！如此大张旗鼓的高调出发，到了月球上登陆的时候，却只有小房子大小登月飞船，又没有人事先准备发射场，更没有庞大的发射火箭，他们是怎么回来的？
一、关于土星五号
土星五号高达110.6米，起飞重量3038.5吨，总推力3408吨，近地轨道运载能力为118吨，月球转移轨道运载能力45吨！这些参数即使放眼现在仍然是一种霸气的存在，因为仍然有难以和它匹敌的火箭！


土星五号与自由女神


总设计师冯·布劳恩站在土星5号火箭旁，请注意F1火箭巨大的发动机比例！
二、关于阿波罗登月飞船
其实阿波罗登月飞船并不是一个整体，而是由多个功能舱组合，分别为登月舱、指令舱和服务舱，如下图结构：


其中登月舱分为下降级和上升级，这是登月飞船的经典结构，包括现代无人登月探测器，需要返回的结构与这个都大同小异，包括中国未来即将执行的嫦娥五号也是类似经典结构！


为何要设计成多个单一功能组合的结构？其实和多级火箭功能类似，即丢弃用完已经不再产生推力的部分，精简质量，使得最小的推力将尽可能将更大质量的飞船送入轨道，这是因为我们的火箭推力不足，登月飞船也一样，如此设计可以将登月舱下降和返回的质量减到最低！
三、关于发射和返回时两种不同状况
土星五号从地球出发时候要面对几个情况：
1、满载的登月飞船以及土星五号本身巨大的质量
上文说明了土星五号起飞总质量高达3038.5，这绝大部分是土星五号本身的质量，因为登月飞船总共也就45吨左右，所以土星五号在运送登月飞船的同时，其实也将自身部分质量也带到了近地轨道！


2、地球的重力加速度
地球是一个直径12756千米，总质量高达5.965*10^24千克的行星，如果想要从地球逃逸，那么必须加速到11.2千米/秒，土星五号为让它携带的有效载荷达到如此速度，比如不断抛弃已经烧完再无价值的第一级火箭，第二级火箭……一直到进入地月转移轨道为止！


而从月球返回时面对的条件则与地球出发时大相径庭
1、登月飞船仅仅包含上升级和下降级
与各位想像的不一样，登月飞船只有一部分，大约14-15吨左右，而且上升级和下降级都分属不同阶段的功能！


下降级仅包括火箭与燃料以及支撑结构，在后期登月任务中还有一辆月球车挂在侧面，这个在登月时作为减速制动使用！从月面返回近地轨道时则作为上升级的发射台使用！


上升级在下降级兼的“发射台”上点火起飞的视频，我们可以很清楚的看到下降级的支撑还是飞船强有力的，因为如此巨大点火冲击，发射台稳定如斯！假如下降级支撑不稳定发生倾倒到话，估计各位就看不到三位登月宇航员纪念登月了！
2、月球的逃逸度比较低
月球的直径只有3476千米，质量为7.349*10^22千克，只有地球的1/81，它的逃逸速度只有2.38千米/秒，并且月球还没有大气，登月飞船的上升级也并不是从月面直接逃逸，而是只需要到达近月轨道环绕速度即可（这个速度只有1.6千米/秒），再与环月运行的指令舱及服务舱对接，转移完成再丢弃登月飞船的上升级，再服务舱发动机点火达到月球逃逸速度进入月地返航轨道！


如果人类的火箭技术没有大幅进步，比如仍然需要多级火箭进入轨道，那么未来的登月技术将不会有太大的改变，最大的可能也是将月面飞船的上升级与下降级合为一体。但只要还是火箭，那么本质上并不会有太大的区别！

   

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• 伟大的博弈 2天前
  中国无需大推力火箭照样能发射载人飞船到月球。原理是发射多个现有的长征系列火箭分别把燃料仓，指令舱，登月舱和月球返回舱先发到地球转移轨道，然后再发射载人火箭到转移轨道，在轨道组合为登月组合飞船，等登月成功返回地球轨道后可以先进入地球空间站短暂停留，或预先发射地球返回舱接应，返回地球。这样只需发射三到四枚现有推力的火箭就能实现登月。
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• 屯里人147 2天前
  只有地球的81/1.也就是一百公斤的人在月球上只有不到两公斤，你看看美国飞行员在月球上行走像吗？
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• 做人要厚倒404 7小时前
  现在拍摄月球表面的证据显示，美国确实是第一个把登陆器送上了月球，至于是否真的把人送上去了无法100%佐证。
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• 酸菜帮子被抢注 2天前
  我就想知道，即便单枚火箭推力不足，那就多打几发，分别将不同功能载荷运至近地轨道，然后组合，为毛不行？
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• 手机用户71875903623 2天前
  普及科学知识可以普惠渴求知识的人们，促进人类的进步。但不会也不需要唤醒那些装睡的人。那些人在迷信面前是“宁可信其有 不可信其无”，在科学面前是“宁可信其无不可信其有”。
  
  
  

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东方不败还是灭绝师太啊？