第二宇宙速度 第二宇宙速度的意义
自阿波罗登月后,舆论就一直不断,人们总是在质疑阿波罗登月的真实性,却一直没有确凿证据。
阿波罗登月
其实,我国嫦娥5号执行月球采集土壤样本任务成功归来,就已经给了大家答案。
虚假or真实?
为什么大家总是在怀疑,美国当初的登月是假的呢?
其原因在于,美国载人登月时间为1969年,那个时代人类的航天领域才处于初期阶段,从技术层面来讲还有诸多的不确定性。
在此背景下,美国竟然直接实现了载人登月这一壮举,让人觉得非常不可思议。
而且此后的几十年间,没有任何人再上过月球,显得美国“做戏”的成分更大了。
此前,阿波罗11号登月的舆论再次引发了热议。
登月第一人
根据俄罗斯的媒体报道,美国准备发射的登月火箭再次延迟,并且有内幕消息说,美国将取消21世纪的首个登月火箭计划,转而发展航天探测器。
好事者指出,这是美国心虚的表现,当初阿波罗11号就是一场骗局,因为他们根本没有载人登月的技术!
载人航天都需要什么技术?当时的美国真的如大家所说的无法实现这一项目吗?还是说另有隐情?我们一起来看看。
载人登月的条件
航天是一项非常考验技术人员能力与细心程度的工程,当中一个小螺丝出错都有可能导致一场灾难。
而载人登月要求的技术条件更高,不仅要考虑如何把宇航员送上去,还要考虑怎么让宇航员活着回来。
所以,在前期的准备工作上,需要解决特制宇航服、补给物资、宇航员的排泄问题等等。
宇航服构造
其中,有两个至关重要的难点,第一是登月器停靠在月球后,如何升空进入月球轨道,第二如何在重力加速度的影响下,安全返回。
为什么说这两点最难呢?
从第一点来看,月球处于恶劣的真空环境(没有氧气无法点火),而且降落的登月器没有任何发射台,这给升空带来了巨大的难题。
月球表面
即使在理论上能够解决,但是没有现实的环境去实验,而实践是检验真理的唯一标准,在没有条件的情况下,只能尽可能完善理论,不出现任何纰漏,来减少实际可能出现的问题。
所以阿波罗11号的登月也算是美国的一场实验。
飞船构造如图
同样的,在加速度的影响下,从月球安全返回地球没有任何先例可以借鉴。
可以说,美国当初的登月完全就是摸着石头过河,难度不是一般的高,即使放在今天,拥有相关技术的国家屈指可数,且除了美国,还没有人付诸实践。
我国的嫦娥5号谨慎地迈出了那一步,对登月技术进行了检验。
嫦娥五号结构
登月的可能性
首先,我国的嫦娥5号采用的是分离式的登月探测结构,与当初的阿波罗号相似,都是由火箭和登月器组成。
登月器是进入月球探测的航天器,分为上升段和下降段,下降段起到支撑作用,让登月器可以安全着陆。
飞船结构
上升段承载着登月的探索工具,包括远程操控的机器人、挖掘设备等等。
在阿波罗11号的上升段当中,还搭载着两名宇航员。
从地球到月球的整个过程还是比较简单的,人类目前已经有相对成熟的技术来实现。
降落到月球也并不是什么难事,毕竟从航天领域的发展到现在,已经有十几个探测器成功降落到月球。
关键在于,落到月球后,怎么回去呢?
其实,在登月舱当中,一般都携带有氧化剂,它储存在点火装置的周围,需要的时候将其释放,就能点火了。
登月舱内部结构
不过,点火的时候需要异常小心,因为氧化剂无法控制释放的氧气浓度,如果浓度过高或者是泄露到了其他区域,很容易引发爆炸。
嫦娥5号借助登月舱内的氧化剂,利用下降段为登月台,在强大的推力作用下,成功与月球轨迹的火箭进行对接,并迅速返回地球。
这也意味着,当初的阿波罗11号能够依靠这样的操作来完成的,因此在阿波罗11号在第一个难点上是可以克服的。
那么,就来到了第二个难点。
如何保持着第二宇宙速度进入到地球的轨迹,并且还能安全返回地球呢?
地球:欢迎回家
我们先来看看阿波罗11号是怎么做的,当初美国打算让阿波罗11号在地球轨道上运行半圈,将自己的初始速度降到一个安全的值,再进入地球大气层。
因为在引力作用下,物体从太空进入地球大气有一个加速的过程,这个过程会产生高温高压,和极大的冲击力,如果速度过快,宇航员身体可能会崩溃,并且探测器本身也扛不住冲击。
地球大气层
唯一的办法就是让探测器在进入地球大气层之前,将初始速度控制到最低点,加速度的影响就会小很多。
不过,当初的美国低估了第二宇宙速度,阿波罗11号直冲冲地进入了地球。
这可给美国吓坏了。
幸运的是阿波罗11号进入的角度特殊,进去后很快又冲了出来,随后安全返回。
后来人们将这种降速的方式称为“二次进入”,嫦娥5号在返回的时候就验证了这种方式的可行性。
飞船打水漂示意图
不同的是,我们靠的是技术,美国人靠的是运气。
可见,美国当初的载人登月是真实的,只不过依靠了一点运气。
如果你还不相信,我们再来看一下嫦娥5号带回的土壤。
月球土壤
嫦娥5号带回了大约2千克的土壤样本,这些土壤分别采自月土的表层和深层,具有很高的研究价值。
经过分析判断,土壤当中的元素含量与当初阿波罗11号带回来的基本一致,只有少量的元素存在差异。
据此,我们可以判断,当初阿波罗11号确实上了月球。
人类只登陆过月球正面
那么,为什么当初作为美国竞争对手的苏联却落后了呢?
苏联为何没有登月?
虽说苏联是打响人类航天事业的领头羊,但是苏联的航天领域发展一直不顺。
自从人类第一颗卫星发射成功的壮举完成后,苏联就没有完成过像样的航天计划,而且屡次的航天任务失败导致宇航员丧命,同样遭到了世界人民的诟病。
苏联N1火箭事故现场
在外界舆论的压力下,苏联在航天领域的争霸当中逐渐没落,而美国集天时地利人和,一举完成载人登月,对苏联来说更是一个重大打击。
后来,苏联又将重心放在了更加实用的空间站领域,结果又发生了意外,让苏联几年的努力功亏一篑。
再后来,苏联面临着政治危机,无心再发展航天领域,直到解体之后人们发现,苏联是有过载人航天计划的草案,只是未能实施。
可见,努力是成功的关键因素,但有时还得看运气才行。