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月球引力小，但是也要动力才能飞出月球，那么登月宇航员怎么返回地球的？
月球,登月舱,宇航员月球引力小，但是也要动力才能飞出月球，那么登月宇航员怎么返回地球的？
发布时间：2019-02-08加入收藏来源：互联网点击：
我们知道逃离一个星球的速度和该星球的引力大小有关！
以地球为例，逃离地球的速度可以分为三种。
第一宇宙速度7.9km/s，这是火箭发射时候的最小速度，也是最大的环绕地球速度。简单的来说，要想摆脱地球的引力，使其环绕地球轨道运行，那么火箭理论上最低的发射速度是7.9km/s。
第二宇宙速度，对于人类来说，要想摆脱地球的引力，完全分离出去，最小的发射速度是11.2km/s。这也是登月或者登陆火星的最低发射速度。
第三宇宙速度则是要求火箭摆脱太阳的引力束缚，也就是达到这一速度后，飞船就可以脱离太阳系进入宇宙空间了（16.7km/s），比如旅行者一号！
首先是火箭飞行的基本公式——齐奥尔科夫斯基公式，非常简单——假设理想情况下（不考虑任何其他外力），有一质量为m的火箭，初始速度为0，喷气速度恒定为V0，那么，
动量守恒有：m*dv=v0*dm(火箭本体获得的动量增量=喷出气体的动量)，
一积分就可以得到：v=v0*ln(m/m0)，
左边是火箭的末速度，右边是喷气速度乘以质量比的对数。
质量比就是火箭的初末质量之比，即（载荷+燃料）/载荷
然后就是高中的公式——环绕速度，
由于万有引力提供向心力，
GMm/rr=mvv/r，
环绕速度v=sqrt(GM/r)。
只需要这两个公式，我们就可以估计分别从地球和月球发射火箭到各自的近地轨道需要多大的质量比。很容易能计算出地月的环绕速度分别为7.9km/s和1.7km/s。
登月舱上升段火箭发动机喷气速度大约为2.2km/s，假设从地球发射的火箭发动机也为这一水平，代到第一个公式里面，就能得到各自质量比，分别是36.27和2.16。
当然这是理想情况，没有考虑地球上的空气阻力和各自星球的引力做功，但是这些都是可以作为修正量的小量可以暂不考虑。
【同样发射1千克物体，地球需要35千克燃料，月球只需要1kg】——这就是问题所在——大部分人认为月球重力是地球的1/6，那么发射火箭起码也得是1/6，但实际上由于对数关系的存在，燃料与环绕速度的关系是完全非线性的，不能简单的用“日常思维”去套。
阿波罗飞船由三大部份组成。
一是指令舱，做绕月飞行,负责登月舱与地光球之间的通信中继，登月结束后，带宇航员返回地球；
二是登月舱，主要用途是把宇航员送到月球上；
三是返回舱，也就是登月舱上面的那一部份，主要负责把登月的宇航员和月岩样品带回绕月轨道，与指令舱对接，然后一同返回地球。
月球第一宇宙速度为1.6KM/S,这是绕月飞行的最低速度，低于这个速度飞船就会向月球下降，超过这个速度,飞船的轨道就会越来越高，越来越扁；月球的第二宇宙速度为2.38KM/S，超过这个速度,飞船就将突破月球引力束缚，飞向太空；返回舱要与指令舱会合，速度必需要达到1.6KM/S。
当初登月舱和返回舱与指令舱分离时，总重量大约为16T，下降到月球,耗掉了大量燃料，加上抛掉的登月舱的自重，返回舱返回时，其起始重量只有4-6T的样子，返回舱有四台发动机，有足够的燃料，返回舱就可以克服月球重力，回到绕月轨道的指令舱。
以上为个人观点，仅供提问者和头条上有需要的阅读者们参考，希望对大家有一点帮助。
回答于 2019-09-11 08:43:50
感谢邀请!
自从伟大的牛顿爵士发现万用引力以来， 人类就知道我们为何身在地球，而不是落在太空中。同样的月球引力虽然比较弱，但是同样对它周围的物质有引力作用，地球上海洋的潮汐现象就是月球引力的作用。
登月设备的发射
发射是一系列的过程，我们都知道，地球逃逸速度是11,186米/秒（物理课本上称为宇宙第二速度），登月设备在地球上想要到太空中就必须借助火箭的动力使登月设备速度达到地球逃逸速度。目前中美俄三国的火箭技术比较成熟，可以轻松的将卫星或者登月设备送向太空。发射的过程此处不再详细描述。
登月设备如何返回
既然地球上需要火箭的助力才可以飞入太空，同样的，月球逃逸速度低只有2380米/秒，以美国阿波罗号登月飞船举例；
如上图为登月舱，分为2部分：
1.上部是上升仓（Ascent Stage）
2.下部为着陆仓（Decent Stage）
着陆仓主要任务是辅助登陆月球的反向推进器（在阿波罗15号后月球车也在下降仓）。宇航员也是靠着陆仓的反向推进器提供返回月球近地轨道的动力。
当登月舱和轨道舱分离时，轨道舱继续绕月飞行，并等待完成任务的宇航员，登月舱登陆，进行探测。
执行完登月任务后，上升仓抛弃着陆仓点火起飞，前往此前与其分离并在月球轨道等待的控制服务舱(Command Service Module)重新对接。
对接完成后，宇航员们进入控制舱（整个任务期间是有一个宇航员在月球轨道上待命的），然后控制舱与上升器再次分离，留下上升器独自在月球轨道上等死，变成所谓的太空垃圾，剩下的控制服务舱将在月球背面点火，带着伟大的航海者们回家。此时是在月球近地轨道上点火，正式摆脱月球引力束缚，踏上回归地球的征途。
总结一下，不管是在月球和地球，要想摆脱它们的引力都必须有能源提供加速度，才能飞向太空，这几个看似简单的步揍，却花费了人来百年的心血，迄今为止，还只有美国可以登录上月球，希望有一天月球上留下我们中国人的足迹。
回答于 2019-09-11 08:43:50
不管引力是大还是小，总是有数据的，比如地球的引力环境下，第一宇宙速度就是7.9千米/秒，物体达到这个速度就可以进入轨道。第二宇宙速度就是11.2千米/秒，达到这个速度就可以离开近地轨道，飞向月球。
同样，我们也可以根据月球的质量计算出月球的第一宇宙速度是1.6千米/秒，第二宇宙速度是2.4千米/秒。
有了这个数据我们就可以计算出多大质量的物体需要多少燃料可以达到这个速度了，所以，这并不难啊。既然我们的理论可以让飞船离开地球，那么同样也可以让飞船离开月球。
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