月球没有火箭发射塔,登上月球的宇航员怎样返回地球- 美国登月火箭失败 _知识分享

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本文参加 #科学了不起# 系列征文赛。
上个世纪美国登月，质疑声却延续到了这个世纪。到目前为止，人类一共成功登月6次，全都是来美国人，为什么就美国能登月，其他国家怎么就没人上去？

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火箭在地球上升空，这个大家都能接受，但月球上没有发射台，没有那么多设施、后勤、准备，宇航员如何在月球上升空返回地球？这种看似显而易见又难以解决的问题，美国人在上个世纪是如何办到的？
土星五号
1967年7月16日，土星五号运载火箭带着阿波罗11号在肯尼迪航天中心缓缓升空。

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土星五号就是在现在也是“最胖”的火箭（自重最大，3000吨），运载能力达到几十吨（月球轨道45吨，近地轨道118吨），可以说是专门为登月定制的。目前，它的推力也仅次于苏联能源号运载火箭。可见美国当时的航天水平就已经达到了一定高度，这是必须要承认的。

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把人和飞船带过去是没问题，但这么个大家伙，在地球上把它组装起来都费劲，月球上它是如何稳稳降落，又再次升空返回，燃料够吗？
过程
我们基于美国50年内不断爆出的登月细节，重新演示一遍过程，看看美国是如何完成的。首先大背景是地月系统，这个很关键。
1.火箭不断加速起飞，在这个过程中不断克服地球的引力，部分推进器脱落，到达近地轨道，环绕地球。
2.到达既定近地轨道，再次加速克服地球引力，冲向最省力的地月转移轨道。
3.接近月球进入环月球轨道，绕月球并逐渐减速，让月球引力慢慢把它“拽下去” 。
4.克服月球引力升空，环月，进入地月轨道，进入地球轨道，落入大气层。

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出发时，进入月球轨道，一切都没有问题，很多国家可以办到，落到月球上，只要在环月轨道上减速，就是摔下去，那也算是下去了，关键点是怎么上来，这就要提到登月的一些细节了。

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大部分人知道阿姆斯特朗与奥尔德林在月球上插小旗，蹦蹦跳跳，晃荡了一圈，地上弄了点土“特产”，就回阿波罗号了。但实际上背后还有一个功臣，迈克尔柯斯林，他也上了火箭，登月时这人哪去了？为何他没有走两步，千古留名一下？
如何回来？
实际上，他肯定是想的，不过为了大局，他有更重要的任务就是开好返程班车，把所有人回家。

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阿波罗号飞船分为指令舱、服务舱、登月舱，在去时的路上，进入地月轨道之时，指令舱与服务舱脱离了阿波罗号，来了一个“原地空翻180度”，进行反向对接。

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登陆之时，指令舱与服务舱并没有下去，而是与登月舱分离，留在环月轨道转圈圈，而柯斯林就是留在了指令舱中，所以他无法出现在月球表面。

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回家的班车是指令舱，因此回家的路程是从环月轨道发车的，而非月球表面，只要在月球轨道上进行加速就可以进入地月轨道。

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整个登月过程，降落到月球表面与从月球表面升空是最难的。登月舱分为上升段与下降段，整个飞船下去再起飞是难以完成的，因此只让登月舱自己落地，相对于放了一个小型火箭下去。
登月部分质量的减小意味着升空时所需燃料更少。由于登月舱质量较小，因此不需要太大、太复杂的基地作为支撑，只需要一个相对简易的发射架。下降段在降落时通过燃料推进减速，缓落，升空时又充当小型发射架留在月球表面。

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最主要这是在月球升空，月球的引力只有地球的六分之一，而且月球体积更小，意味着环月轨道离地表距离更短，升空距离也就更短。