1969年7月20日,美国“阿波罗11号”宇宙飞船登月创造了历史 。美国人送给我国的重量仅仅一克的月球样品分存在两处,美国送出的月球样品700多份到各国研究机构是都是见证 。
中科院士叶培健,中科院长路甬祥专门写书介绍阿波罗登月 。根据我们中学时代学到的初步物理学知识,可以理解有关技术细节 。
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按照牛顿万有引力定律,卫星要逃逸出地球,必须到达第一宇宙速度 , 有足够大的力把卫星送入太空,火箭的反作用力可以做到 。卫星脱离地球的引力后,进行轨道的修正,捆绑在卫星(此处指宇宙飞船或者探测器)上的火箭点燃,向地球38000公里开外的月球飞去 。卫星并不是直接飞向月球的 , 月球还在绕地球公转 , 卫星是飞向月球二天或三天后到达的位置,轨道要精确,否则卫星将与月球擦肩而过,飞向更远的深空了 。当到达月球上空后,还得进行轨道校正,月球引力是地球引力的六分之一,卫星不可以直接抵达月球硬着陆,先绕月球进行飞行,选择时机,再次点燃火箭,缓慢在月球上降落 。在月球上科学考察后,要返回地球,又得用火箭了 。再次点燃火箭,让回收器升上月球上空,多次进行轨道校正,飞回地球 。到月球的探险之旅是非常曲折的 。
卫星离月球越远 , 那么月球对卫星的作用力越来越小 , 而地球对卫星的作用力越来越大,会经过月球与地球的作用力的平衡点 , 这些要计算卫星轨道后校正 。
卫星在太空中飞行,不只保持一个姿态,有规律的缓慢旋转前进,一个面总是对着太阳光的照射,另一个面没有太阳光的照射,容易出故障 。在没有大气的太空中,光照的温度是非常高的,达到100多度以上,而没有光线照射的温度则低到零下,温差的过大,损害飞船的器件、线路 。
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美国前后进行了六次载人登月,故障率不高 , 每次出故障都是那么惊心动魄 。
阿波罗13号一个储氧罐发生了爆炸,宝贵的氧气从飞船正从飞船出去,产生的气流产生了乱射的效果,飞船在太空翻滚起来,3个燃料电池也失灵 。休斯顿地面指挥中心专家紧急指令抛弃登月舱,放弃这次登月计划,宇航员回到指令舱,点燃火箭返回地球 。飞船的加热器没有电 , 寒冷难以忍耐,极度的疲劳和寒冷让宇航员几次无意识地错误操纵 , 不得不服用兴奋丸,保持清醒,最终渡过重重困难回到地球怀抱 。
阿波罗13号的故障让人心有余悸,原定4个月发射一次 , 经过对飞船的10多处修改,阿波罗14号于10个月后才发射 。
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阿波罗14号离开地球不久就发生了麻烦,登月舱与指令舱怎么也对接不上,尝试了5次,指挥中心面临考验,是放弃这次登月还是继续飞往月球?他们最后研究认为对接不上不是机械原因,决定再试一次 。第六次终于成功,宇航员的操作有原因,机器也需要改进 。
14号阿波罗高兴的到达月球后返回地球时,又发生了麻烦,登月舱计算机忽然发出停止飞行的信号,指挥中心立即模拟了一套智胜开关的办法,并把应急计划进行了地面模拟,输入计算机,总算是有惊无险 。
阿波罗16号也经历了一次故障,在准备登月时,计算机显示机器故障,宇航员不敢启动,怕进错了轨道,那样他们可能永远也回不到地球了 。地面开始了模拟实验,而飞船则在月球高空一次又一次的飞行等待结果,最后还是有惊无险 。
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