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月球没有火箭,登月宇航员怎么返回地球?如果没法返回地球怎么办

2020-11-14 36 11/14

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虽然航天技术已经飞速发展了几十年,运载火箭、载人飞船都越来越先进,甚至已经出现了一些可重复使用的载人飞船、火箭,但是载人航天还是一个风险很大的项目。在人类历史上,就出现过一些事故,有一些宇航员最后成功脱险,返回了地球家园,有一些宇航员则没那么幸运了。就目前而言,我们人类最远的足迹留在了38万公里外的月球表面。

在1961年,美国就启动了阿波罗载人登月计划,在1969年7月,第一艘载人登月飞船阿波罗11号发射升空,成功将2名宇航员送上了月球表面,这是我们人类第一次踏上外星球。随后两三年时间内,先后还有6艘载人飞船发射升空,开启了登月之旅,除了阿波罗13号飞船在飞往月球过程中发生了爆炸,其余5艘飞船都成功实现登月,并顺利返回地球。幸运的是,阿波罗13号载人飞船虽然发生了爆炸,两个氧气罐都炸掉了,但是最后宇航员还是克服了重重困难,安全回来。问题来了,在月球上,并没有发射场,也没有运载火箭,这些宇航员在登月后是怎么返回地球的呢?

从月球返回地球不需要太大推力火箭的原因

在同样的条件下,发射同样质量的飞船,在月球所需的推力比在地球所需的推力小得多。主要的原因有2个。

第一个原因就是月球的质量比地球小得多。相信大家也知道,万有引力与质量有关,质量越小,万有引力也越小,而万有引力越小,意味着第一宇宙速度、第二宇宙速度就越小。由于月球的质量更小,所以月球的第一宇宙速度就更小,大约为1.68公里每秒,相比之下,地球的第一宇宙速度达到7.9公里每秒。

第二个原因就是月球没有大气层,没有大气层也就意味着没有空气阻力,能够省下很多推力。所以从月球起飞比地球容易得多。

离开地球与离开月球也有不同

从地球出发的飞船是重装上阵的,搭载大量的物资、仪器设备,所以登月飞船非常重,如阿波罗11号就重达45多吨,从地球出发需要土星五号这样的运载火箭。但是当45吨重的飞船达到月球轨道以后,并不是整艘飞船直接登陆到月球表面的。因为登月飞船包括指挥舱、服务舱和登月舱3个部分,而登月舱又包括下降级、上升级,其中登月舱加起来大约为14吨。

当准备登月时,飞船就会释放着陆舱将下降级、上升级、宇航员送上月球表面,而服务舱、指挥舱留在月球轨道。也就是说,登陆到月球表面的舱段(包括下降级、上升级)加起来只有14吨了,并不是45吨。如果整艘45吨的飞船登陆到月球表面,就目前的科技来说,是没法从月球表面起飞的,实在是太重了。

而当宇航员完成月球表面任务,就会乘坐登月舱的上升级发射升空,这时候登月舱的下降级,还有月球车等设备都会被抛弃在月球上。很明显,从月球发射升空的只是一个搭载宇航员的上升级,再加上从月球表面进入月球轨道的时间很短,所以上升级所搭载的各种物资(氧气、水这些)也不会很多,所以这个上升级的质量非常小。在月球表面发射数吨重(甚至更轻)的上升级,只需要加大推力就可以升空了。在进入月球轨道后,就会与在轨道等待的服务舱、指挥舱进行对接,最后一起返回地球。

如果没法返回地球怎么办

除了阿波罗13号飞船因事故中途中止登月外,其余6艘登月飞船都成功将宇航员送上月球表面并顺利返回地球,这6艘登月飞船的成功率达到100%,但并不是说登月是没有风险的。那如果登月宇航员没法返回地球怎么办?

可能会有一些朋友认为,宇航员会像《火星救援》的画面中那样一边在月球表面种植马铃薯这些食物,一边等待地球发射新飞船进行救援。事实上,这样的情况不会发生在月球上。因为登月所需时间很短,如阿波罗登月任务一般只有数天时间,因此飞船搭载的食物都很简单,也很少,并没有能够在月球表面种活的马铃薯这些能够成活的食物。

而且,登月任务持续时间较短,也意味着飞船搭载的饮用水、氧气、电力都比较有限,没法满足宇航员在月球表面长时间生存需要。最关键的是,在地球表面并没有备用的救援飞船、火箭的,当宇航员确定没法返回地球时,在极短的时间内是不可能打造一枚大推力火箭、一艘救援飞船的。当造好救援飞船、火箭后,宇航员早已耗尽仅有的氧气、食物了,结局大家也可以想得到了。

不过,随着科技的发展,未来我们人类会在月球打造月球基地,甚至在月球基地内种植各种农作物。就算未来飞船在返回地球时出现故障,宇航员还是能够在基地内住上一段时间,等待救援飞船的到来。

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