微信
二维码
2024年04月16日 admin 快讯 12 0
阿波罗登月后,阿姆斯特朗是如何返回地球的?乘坐的飞船动力是什么?是直接返回地球还是去太空站中转? - 知乎

  阿波罗”号飞船由指挥舱、服务舱和登月舱3个部分,先进入地球轨道,在进入地月轨道,最后是月球轨道,然后登月舱分离登月,指挥舱和服务舱在月球轨道待命;

  完成任务后,登月舱返回月球轨道,与母船结合,然后抛弃登月舱,剩余的指挥舱和服务舱返回地球轨道;

  最后抛弃服务舱,指挥舱返回地球表面;

  从地球轨道到地月轨道有土星5号火箭提供动力,其余的由服务舱提供动力;

  当然,登月时的动力和完成任务后登月舱返回月球轨道的动力是由登月舱自己提供的。

  我来拿个模拟游戏解释一下。

  (图片甚多,手机党勿入)

  火箭将登月飞船送入地-月轨道,再进入绕月轨道,然后飞船分离为母船与登月舱,航天员乘登月舱在月球上着陆,而母船依然保持环月飞行,当登月舱完成探月任务后,离开月球与母船对接并将航天员送回母舱,随后母舱抛掉登月舱,携航天员返回地球。

  =================我是分割线君====================

  要登月。首先遇到的重大挑战就是用什么运输工具,一枚大推力火箭,土星5号¹ 是个不错的选择。

  顶部那个像人脸的怪物就是登月指令舱。

  火箭装好啦,由上至下分别是逃逸塔、指挥舱和服务舱。

  哦耶,点火起飞~~

  通过各种分离最终带着三级火箭上了轨道,像这样。

  接着就是加速脱离地心引力,奔向月球,途中让登月舱和服务舱对接。(真实情况可能不是途中)

  对接完成后像这样,右边是速度计,右上是燃料计。

  然后减速至足够让月球引力捕获。

  服务舱与登月舱分离减速,阿波罗登月时服务舱里还留一名宇航员看场子。

  “休斯顿,这里是静海。飞鹰号已经着陆。”

  勘探任务完成后登月指令舱和着陆舱分离。

  加速,到达服务舱预定轨道,准备对接。

  对接后加速挣脱月球引力,回家~~

  然后到近地轨道,再分离。(这里不应该看到登月指令舱,应该在和服务舱对接后就扔到月球轨道上了。)

  最后载人舱调整姿态进入大气层。

  减速伞打开。

  结果就是——回家啦~~~

  整个登月就是这样一个过程,

  每一张图都是一个重要的环节,任何一个环节都可能出现问题,一旦出现问题登月任务就失败,几亿几十亿的投资就作废,像楼下张乐童鞋说得,宇航员也得报废,火箭可以再赶出来,损失一名优秀宇航员的代价是无法统计的。

  需要克服的困难有很多,中国还有很长的路要走。

  ===========================================

  ¹ : 土星5号(Saturn V)运载火箭,是美国在上世纪60年代实现载人登月时使用的火箭,也是迄今为止世界上运载能力最大的火箭。它的起飞重量2950吨,起飞推力3400吨,能够将47吨的有效载荷送上月球,或将120吨的有效载荷送上近地轨道。它由三级组成,最大直径10米,连同尾翼在内共达18米。火箭本身高达86.6米,安装阿波罗飞船和救生火箭后,总高度达到110.6米。火箭的第一级叫S-1C,高42米,直径10米,有5台发动机,装有2075吨液氧煤油推进剂,可产生3500吨推力;第二级叫S-2,直径也是10米,有5台发动机,装有450吨液氢液氧低温高能推进剂,产生500吨的推力;第三级叫S-4B,直径6米,采用1台第二级使用的液氢液氧推进剂发动机,可产生100吨的推力。

  长征三号乙运载火箭(CZ-3B)是我国自行研制的三级捆绑式火箭。它以改造后的长征三号甲火箭作为芯级,并捆绑四枚液体助推器,是中国目前运载能力最大的运载火箭。CZ-3B主要用于发射地球同步轨道卫星,其GTO运载能力达到5.1吨。全箭起飞质量465吨,全长54.838米。它的一级、助推器和二级,都使用偏二甲肼和四氧化二氮作为推进剂,三级则使用液氢液氧推进剂。长征三号乙增强型(CZ-3BE)的芯一级加长了约1.5米,助推器加长了约0.8米,运载能力比先前提高了0.4吨,GTO运载能力为5.5吨。前几天,我国刚用CZ-3BE发射质量为3.7吨“嫦娥3号”月球探测器。

  由此可见,这两种火箭的性能差别很大。

  比例图如下:

  参考资料:从“土星5号”火箭说起【土星五号+阿波罗飞船】&【长征三号乙+嫦娥三号】比例图[合集]土星五号

  NASA在德克萨斯州

  多图预警:

  登月舱和指挥服务舱分离时的画面:

  地面中心的实时荧幕。 注意图中的登月飞船共由3部分组成:

  左侧:指令服务舱。

  右侧上:登月舱上升级

  右侧下:登月舱下降级

  转载 吴军博士微博里的一副图片,更加直观:

  登月过程

  火箭将登月飞船送入太空后,指令服务舱开始脱离火箭,可以看到服务舱的推进器喷口。

  远处的指挥服务舱推进器正在工作,开始前往月球。

  指挥服务舱看登月舱的画面,图中指挥服务舱和登月舱已开始解锁分离。

  从登月舱回望指挥服务舱:

  从指挥服务舱观察登月舱:

  从指挥服务舱观察登月舱:

  图片说明:1969年11月,阿波罗12号登月舱在绕月轨道上运行。登月舱带着下降级,说明正在下降准备着陆。

  注意下图中的字幕,并不是说离降落还有30秒,而是指着陆可用时间还有30秒倒计时,如果期间未着陆,登月舱必须放弃着陆,复飞提升轨道和指挥服务舱对接,返回地球。超出30秒后,意味着将消耗更多的燃料(登月舱必须选择平坦的区域着陆,此时宇航员手动操控飞船在月面平移,这都将消耗燃料),可能导致登月舱没有足够的燃料离开月球。

  登月后的画面。下方的支架是登月舱下降级,像月球车这些就在里面。上方(梯子顶端以上部分)为登月舱上升级,宇航员采集的物质将放在上升级,而下降级转而作为上升级的发射平台。

  再来一张更清晰的合影:

  登月舱上升级点火的一瞬间。

  登月舱上升过程中留下的影子:

  从登月舱上升级俯视下降级,可以看到月球车在月表留下的轨迹:

  指挥服务舱准备与登月舱交汇,远处的为登月舱:

  从指挥服务舱观察登月舱,此时登月舱正在调整姿态准备和指挥服务舱对接:

  即将完成对接:

  对接成功后,宇航员从登月舱转移指挥服务舱,然后登月舱分离被抛弃在月球轨道。之后,指挥服务舱点火,开始返回地球。

  在到达地球后,服务舱被丢弃,指挥舱开始返回地球溅落在海洋(指挥舱带有隔热罩)。

  值得一提的是,在阿波罗十三号登月过程中,由于指挥服务舱发生爆炸,无法让宇航员返航。采取的措施是:使用登月舱下降级作为助推器返回地球,而登月舱上升级被作为救生艇。

  指挥舱冲入地球大气层:

  指挥舱降落伞弹出:

  指挥舱溅落在海洋:

  直升飞机将宇航员带离指挥舱。

  over.

  参考:阿波罗计划首次公开的照片

  部分画面截取自:《 月之阴影 : In the Shadow of the Moon (2007)

  》。

  纪念视频:《阿波罗登月全纪录[四十年前的那一步]

  》纪念视频。

  参考:​#文明之光#之#发明365# 7月18日火箭的发明(11)登月的准备

  绕月轨道有个返回飞船,登陆舱下面有弹射用的引擎,返回的时候登陆舱弹射返回舱到绕月轨道上跟返回飞船合体人进到那个返回飞船里,启动它,然后飞回地球。记得探索频道好像有登月计划的记录片啊。

评论

精彩评论