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在50多年前,美國人也掀起過長達十多年的「太空狂熱」,促使美國政府投入年度科研經費的20%致力於將人類送上月球,占據了美國GDP的0.57%。在那段時間最典型的標誌便是阿波羅計劃帶來的載人登月成果,而阿波羅11號的太空人阿姆斯特朗,也因此成為第一個登上其他星球的人類。隨後還有10名太空人在後續的阿波羅計劃中登上月球,為美國的巨大投入帶來了相應的回報。
2012年的阿姆斯特朗
許多人也期待我們國家能盡快做到載人登月,同時也不免有一個疑惑:月球上並沒有做到修建的火箭發射場地,當時的美國人是如何順利離開月球,並且成功返回地球的呢?
事實上,當時美國國家太空局在經過嚴格專家論證之後,一共提出了4種可行的離開月球辦法。
第一種是簡單粗暴的直接往返,計劃建造一個遠超過去火箭尺寸的超大號火箭,由它攜帶一艘巨大的太空器直接飛往月球。這艘太空器上搭載有離開月球需要的小型火箭,並且太空器自身攜帶足夠往返地月的燃料。這種辦法是最接近我們普通人想像的方法
第二種是在地球軌道組裝的方法。計劃先用一個正常尺寸的火箭把太空器的一部分送進地球軌道,之後再用另一個火箭把剩餘部分送到同樣的位置,在天空中進行組裝,然後往返於月球和地球軌道之間。這種方法的好處是不需要重新建造巨大的新型火箭,節約資金,但是由於當時在太空中組裝太空器的技術達不到實際需求,所以被淘汰了
第三種是向月球發射兩艘太空器。第一艘先抵達月球的太空器攜帶火箭、火箭發射裝置,到達月球後把這些組裝好。第二艘載人太空器到達月球後,使用已經布置好的火箭離開月球.
第四種是發射一艘比較大的太空器,但是沒有第一種那麼大,這個太空器只需要攜帶從地球到月球軌道(注意不是月球表面)的燃料,和一個比較小的登月艙。當到達月球軌道後,釋放登月艙,把人送到月球表面。而太空器停留在月球軌道上,太空人離開月球的時候,登月艙由於只攜帶了少量的物資,所以使用很少的燃料就可以離開月球表面,然後與太空器會和,然後返回地球。
在這四種辦法中,第四種最靈活,成本也相對較低,所以它成為了美國阿波羅計劃選擇的登月方式。
值得注意的是,登月艙在登陸月球和離開月球時,攜帶的火箭組件是不同的。在登陸月球的時候,登月艙啟動一個推力在45千牛左右的火箭,以保證太空人能夠平安降落在月球上,這個火箭叫做下降級。而它還自帶了一個小型的發射塔,相當於一個一次性的「火箭發射場地」,在太空人離開月球的時候點燃另一個火箭,叫做上升級,它的推力在16千牛左右,利用下降級組裝好的發射塔進行發射,而下降級的殘骸與發射塔則留在了月球。
科學家表示,由於月球的引力比地球小得多,同時沒有大氣層產生的摩擦力,所以飛船離開月球所需要的推力比地球上小得多,它的第一宇宙速度僅僅1.7公里每秒(離開該星球所需要的初始速度),而地球上即便不考慮大氣層摩擦力,也需要高達7.9公里每秒的速度。所以登月艙的上升級並不需要地球上火箭那麼大的尺寸。在進入月球軌道後,登月艙與太空器母體對接成功後,就可以使用太空器上的燃料返回地球了。
美國50年前的載人登月確實是人類歷史上的壯舉,但是大陸也不甘落後,在科技完全被封閉壟斷的情況下,自主研發做到太空器登陸月球背面,依然是人類首次做到的壯舉。也許在不遠的將來,大陸有可能做到「載人登陸月球背面」,那時我們將擁有更多的自豪。