距离首次载人登月成功已经过去了几十年的时间,但是当初的人类的“一大步”仍旧让无数人为之热血。

但是,有的人至今都有疑惑,月球上没有火箭和发射塔,美国人是如何返航的?科学家表示:搭顺风车就行啦。

怎么才能搭乘“顺风车”?

在了解这个问题之前,我们要先知道,离开地球和离开月球的条件是不一样的。

火箭搭载的宇宙飞船必须达到第二宇宙速度,也就是11.2公里每秒,才能从地球的运行轨道逃脱。

月球的大小和质量比地球要小,导致本身的逃逸速度只有2.4公里每秒。

因此,想要从月球返航,并不需要多么庞大的动力,只用搭乘顺风车行了。

这个“顺风车”指的就是飞船的一部分。

装载着阿波罗号飞船的火箭一共分为四个部分,从上到下分别为指令舱、服务舱、上升段和下降段,而上升段和下降段统称为登月舱。

指令舱主要是宇航员接收地面信息的场所,也是他们的生活空间。

服务舱装载燃料,让飞船拥有充足的动力返回地球。

上升段是宇航员执行登月任务时,暂时居住的场所。

而下降段就是“顺风车”。

登月任务

阿波罗11号抵达月球后,登月舱便迅速脱离阿波罗号,朝着月球表面降落。

当年,进入登月舱的宇航员只有两名,阿姆斯特朗和奥尔德林,柯林斯则是守在指令舱随时准备接应。

登月舱抵达地面后,下降段缓缓展开“四肢”像一个托盘一般,将上升段托起。

一方面,是为了让登月舱稳固地停靠在月球表面,方便阿姆斯特朗执行登月任务。

另一方面,也能作为上升段的简易发射塔。

在世界的关注中,阿姆斯特朗成功完成任务并返回船舱。

这时他们需要启动上升段,与下降段脱离,利用为数不多的燃料,进入月球运行轨迹。

说上去比较简单,但实际操作起来非常考验宇航员对时机的把控。

因为,在发射过程中,必须顺着月球的自转方向,选择一个正确的角度,上升段才有可能逃逸出去。

这便是利用了月球自转的离心率,让上升段在进入月球运行轨道的时候,不会受到月球转动带来的反向作用力。

如果宇航员选择的时机不对,或者在角度上出现偏差,他们很有可能因为燃料不够,被搁置在月球上。

阿波罗的两位宇航员凭借着冷静的头脑,一举冲到月球的运行轨迹上。

而此时,处于指挥舱的柯林斯早已等候多时,他们只要将上升段和服务舱精准对接,就能开着飞船返回地球。

整个过程进行得很顺利,两位登月的宇航员也成功返回了指挥舱。

之后,为了减轻飞船重量,减少燃料消耗,上升段会在太空中被抛弃。

进入地球的轨道范围后,服务舱也会被丢弃在太空中,真正返回地球的只有指挥舱。

其实载人登月过程最困难的地方有两点,第一点是登月后如何返回地球轨道,第二点则是进入地球轨道后,如何让宇航员平安返回。

返回地球

飞船从轨道进入地球是一个加速度过程,期间飞船表面会产生高温和巨大的冲击,最快能达到11.2公里每秒。

如果按照这种速度直冲地面,以人类目前的技术,任何飞船的结局都是被烈火焚身接着“机毁人亡”。

飞船想要避免这种情况,在进入大气的初始速度就必须为0,以地面和大气的距离来看,加速度的过程能够保证飞船坠落后舱内的宇航员依旧健在。

但是,宇航员想要进入地球的运行轨迹,本身的速度不能太低。

在此情况下,如果阿波罗号直接冲入地球大气层,初始速度将是一个恐怖的数值。

当时的美国航天局试图让阿波罗11号在地球轨道上做一个刹车曲线,将初始速度降到“冰点”再进入大气层。

可谁知,阿波罗11号没有掌控好飞行速度,进入地球轨道后根本“刹不住”,直直的就往大气层冲去。

按照这样的趋势,阿波罗11号的三位宇航员不可能活着达到地面,对此美国航天局没有任何办法,只能祈祷奇迹发生。

奇迹确实发生了,由于阿波罗11号进入地球大气的角度十分特殊,在地球重力和离心率的影响下,又跃出了大气层,这时阿波罗11号的初始速度降到了0。

后来,美国航天局将这种操控技术成为“二次进入”,我们则是称为“打水漂”。

其原理很简单,就是在进入大气之前,通过飞船的加速度和地球各种力的作用,将飞船抛出大气层,重置飞船的初始速度。

但是,实际操作起来异常困难,在科学技术如此发达的今天,真正掌握“打水漂”技术的国家屈指可数。

我国嫦娥五号在返回地球的过程中,成功在大气完成了“打水漂”的壮举,让许多发达国家都望尘莫及。

当初阿波罗11号凭借运气,完成了“极限操作”,可以说集天时地利人和于一体。

登月骗局?

不过,外界一直有言论称,阿波罗11号的登月其实是一场骗局,因为月球没有发射台,阿波罗号不可能返回地球。

另外有的人也表示,美国在完成载人登月的几十年内,都没有规划过任何新的登月计划,如果当初阿波罗11号真的上过月球,美国应该频频登月才对,为何在几十年间沉寂了下去?

原因有两点:

一方面,自从完成载人登月的壮举之后,登月的价值已经没有那么高。

再加上美国对月球表面的探索工作不断推进,人类陷入到一个瓶颈期。

因此,美国航天计划的重心转移到了火星上。

另一方面,载人登月的成本很高,美国的财政已经无力再支撑后续的登月计划。

当时,阿波罗计划严重挤占了财政的预算,导致经济、军事等方面发展缓慢,与此同时美国的财政收入也逐渐下降,政府只好减少民生的财政预算,弥补其他领域的亏空,这引起了民众的极大不满。

从1961年到1970年间,美国就消耗了250亿美元(相当于2018年的1500亿美元)。

阿波罗计划确实给美国人带来了荣誉,但是长此以往,势必会拖垮国内经济,美国政府在1972年叫停了这项计划,转而发展空间站。

所以,美国成功登过月,是不争的事实,但不可否认的是,当初“搭顺风车”回地球确实包含运气的成分,美国航天局也不敢在短时间内再次尝试载人登月。

随着世界各国的崛起,航天领域已经不再是美苏两家独大的局面。

我国航天领域正如火如荼地发展,相信在不久的未来,我国将引领世界航天科技,走向一个新的高度。

对此,你怎么看呢?欢迎来评论区留言。关注CHN九象科技,通过科普,你会发现这个世界有太多奇妙无比的事情。

来源: CHN九象科技