航天發展簡史⑤阿波羅登月

        科普中國-軍事科技前沿 2021-08-18 14:00:06

        阿波羅計劃是美國組織實施的一系列載人登月飛行任務,目的是實現載人登月飛行和對月球的實地考察,是世界航天史上具有劃時代意義的一項成就。

        阿波羅計劃始于1961年5月,至1972年12月第6次登月成功結束,歷時約11年,其中包括11次載人任務。發射了多艘飛船,從阿波羅7號到阿波羅17號,進行了7次登月嘗試,其中有6次取得成功,12人登上了月球表面。到今天為止,他們也是人類唯一的在月球行走的12人。

        阿波羅登月主要是由“土星-5”號火箭和阿波羅飛船完成的,“土星-5”號是迄今為止人類制造的最為強大的運載火箭,它的起飛重量接近3000噸,起飛推力達到3400噸。

        阿波羅飛船由三部分組成,包括指令艙、服務艙和登月艙。其中,美國又將指令艙和服務艙合起來稱之為指令服務艙,也叫飛船母艙。

        阿波羅登月其實是一個非常復雜的過程,當時,為了進行登月提出了多種方案。包括飛行器,在地球軌道交會對接組成一個龐大的組合體,再飛向月球進行登月。另外一個方案是直接發射一個巨大的飛船,當它落到月球表面,再直接返回地球。

        這兩種方案相對來說比較簡單,但對火箭和飛船的要求都非常高。即使是當時巨大的“土星-5”號火箭,也不能實現這樣的過程完成登月,因此,美國提出了月球軌道交會對接的方法。

        月球軌道交會的方案只需要一艘很小的航天器降落在月球表面,使返回時在月球上起飛航天器的質量大大減小。通過將登月艙的一部分留在月球上,登月艙起飛質量得以再次減小。由于航天器質量減輕,一次任務只需要一次單獨的火箭發射。

        具體過程是由“土星-5”號火箭將阿波羅飛船送上從地球飛往月球的軌道,飛行過程中,利用阿波羅飛船的服務艙進行多次中途修正來保證精度。到達月球附近后,再由阿波羅飛船的服務艙發動機進行減速制動,大約使飛船速度降低到約800米/秒,進入環繞月球的軌道。

        此時,三名宇航員中的兩名從指令艙中轉移到登月艙中,指令服務艙和登月艙分離,登月艙尋找合適的時機,通過減速將大約1600米/秒的環繞月球速度減為0,降落到月球表面,登月艙由上升級和下降級組成,降落到月球表面的過程由其下降級來完成。

        宇航員到月面完成科學考察活動,采集月球樣本后回到上升級,利用下降級作為它的發射臺再起飛,從月球表面回到環繞月球的軌道上,再與指令服務艙進行對接。兩名宇航員攜帶他們采集的樣本從登月艙轉移至指令服務艙,和登月艙分離。指令服務艙在環繞月球的軌道上,選擇合適的時機,發動機工作進入從月球返回地球的軌道,再經過大約三天時間,回到地球進入大氣層,在大洋降落。

        1969年7月20日,阿波羅11號的“鷹”號登月艙降落在靜海基地。數小時后,尼爾·阿姆斯特朗成為第一個在月球上行走的人,創造了歷史。

        正如阿姆斯特朗所講,個人的一小步,人類的一大步,這是非常標志性的成果。后續,阿波羅15號飛船又將美國第一個月球車帶到了月球表面;利用阿波羅17號飛船,美國共將300多公斤的月球樣本送回了地球,實現了人類登上月球的輝煌的歷程。

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        專家簡介

        楊宇光,中國航天科工集團二院研究員,國際宇航聯空間運輸委員會副主席。

        出? ?? 品:中國科協 光明網

        監?? ? 制:戰? 釗

        策??? ?劃:宋雅娟

        科學顧問:楊宇光

        編??? ?導:宋雅娟 武玥彤

        攝??? ?像:肖春芳

        后期制作:光明網科普事業部

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