月球上没有火箭和发射塔，美国人是如何返航的？科学家搭顺风车

　　距离首次载人登月成功已经过去了几十年的时间，但是当初的人类的＂一大步＂仍旧让无数人为之热血。
　　阿姆斯特朗的登月名言
　　但是，有的人至今都有疑惑，月球上没有火箭和发射塔，美国人是如何返航的？科学家表示：搭顺风车就行啦 。怎么才能搭乘＂顺风车＂？
　　在了解这个问题之前，我们要先知道，离开地球和离开月球的条件是不一样的。
　　火箭搭载的宇宙飞船必须达到第二宇宙速度，也就是11.2公里每秒，才能从地球的运行轨道逃脱。
　　月球的大小和质量比地球要小，导致本身的逃逸速度只有2.4公里每秒。
　　因此，想要从月球返航，并不需要多么庞大的动力，只用搭乘顺风车行了。
　　这个＂顺风车＂指的就是飞船的一部分。
　　装载着阿波罗号飞船的火箭一共分为四个部分，从上到下分别为指令舱、服务舱、上升段和下降段，而上升段和下降段统称为登月舱。
　　如图所示
　　指令舱主要是宇航员接收地面信息的场所，也是他们的生活空间。
　　服务舱装载燃料，让飞船拥有充足的动力返回地球。
　　上升段是宇航员执行登月任务时，暂时居住的场所。
　　而下降段就是＂顺风车＂。登月任务
　　阿波罗11号抵达月球后，登月舱便迅速脱离阿波罗号，朝着月球表面降落。
　　当年，进入登月舱的宇航员只有两名，阿姆斯特朗和奥尔德林，柯林斯则是守在指令舱随时准备接应。
　　登月舱抵达地面后，下降段缓缓展开＂四肢＂像一个托盘一般，将上升段托起。
　　登月舱具体结构如图所示
　　一方面，是为了让登月舱稳固地停靠在月球表面，方便阿姆斯特朗执行登月任务。
　　另一方面，也能作为上升段的简易发射塔。
　　在世界的关注中，阿姆斯特朗成功完成任务并返回船舱。
　　这时他们需要启动上升段，与下降段脱离，利用为数不多的燃料，进入月球运行轨迹。
　　说上去比较简单，但实际操作起来非常考验宇航员对时机的把控。
　　因为，在发射过程中，必须顺着月球的自转方向，选择一个正确的角度，上升段才有可能逃逸出去。
　　月球的自转方向如图所示
　　这便是利用了月球自转的离心率，让上升段在进入月球运行轨道的时候，不会受到月球转动带来的反向作用力。
　　如果宇航员选择的时机不对，或者在角度上出现偏差，他们很有可能因为燃料不够，被搁置在月球上。
　　阿波罗的两位宇航员凭借着冷静的头脑，一举冲到月球的运行轨迹上。
　　而此时，处于指挥舱的柯林斯早已等候多时，他们只要将上升段和服务舱精准对接，就能开着飞船返回地球。
　　阿姆斯特朗、奥尔德林与柯林斯
　　整个过程进行得很顺利，两位登月的宇航员也成功返回了指挥舱。
　　之后，为了减轻飞船重量，减少燃料消耗，上升段会在太空中被抛弃。
　　进入地球的轨道范围后，服务舱也会被丢弃在太空中，真正返回地球的只有指挥舱。
　　其实载人登月过程最困难的地方有两点，第一点是登月后如何返回地球轨道，第二点则是进入地球轨道后，如何让宇航员平安返回。
　　地球轨道示意图返回地球
　　飞船从轨道进入地球是一个加速度过程，期间飞船表面会产生高温和巨大的冲击，最快能达到11.2公里每秒。
　　如果按照这种速度直冲地面，以人类目前的技术，任何飞船的结局都是被烈火焚身接着＂机毁人亡＂。
　　返回舱起火
　　飞船想要避免这种情况，在进入大气的初始速度就必须为0，以地面和大气的距离来看，加速度的过程能够保证飞船坠落后舱内的宇航员依旧健在。
　　但是，宇航员想要进入地球的运行轨迹，本身的速度不能太低。
　　在此情况下，如果阿波罗号直接冲入地球大气层，初始速度将是一个恐怖的数值。
　　当时的美国航天局试图让阿波罗11号在地球轨道上做一个刹车曲线，将初始速度降到＂冰点＂再进入大气层。
　　可谁知，阿波罗11号没有掌控好飞行速度，进入地球轨道后根本＂刹不住＂，直直的就往大气层冲去。
　　阿波罗十一号返回舱
　　按照这样的趋势，阿波罗11号的三位宇航员不可能活着达到地面，对此美国航天局没有任何办法，只能祈祷奇迹发生。
　　奇迹确实发生了，由于阿波罗11号进入地球大气的角度十分特殊，在地球重力和离心率的影响下，又跃出了大气层，这时阿波罗11号的初始速度降到了0。
　　后来，美国航天局将这种操控技术成为＂二次进入＂，我们则是称为＂打水漂＂ 。
　　太空打水漂示意图
　　其原理很简单，就是在进入大气之前，通过飞船的加速度和地球各种力的作用，将飞船抛出大气层，重置飞船的初始速度。
　　但是，实际操作起来异常困难，在科学技术如此发达的今天，真正掌握＂打水漂＂技术的国家屈指可数。
　　我国嫦娥五号在返回地球的过程中，成功在大气完成了＂打水漂＂的壮举，让许多发达国家都望尘莫及。
　　嫦娥五号打水漂过程
　　当初阿波罗11号凭借运气，完成了＂极限操作＂，可以说集天时地利人和于一体。登月骗局？
　　不过，外界一直有言论称，阿波罗11号的登月其实是一场骗局，因为月球没有发射台，阿波罗号不可能返回地球。
　　另外有的人也表示，美国在完成载人登月的几十年内，都没有规划过任何新的登月计划，如果当初阿波罗11号真的上过月球，美国应该频频登月才对，为何在几十年间沉寂了下去？
　　美国登月留念
　　原因有两点：
　　一方面，自从完成载人登月的壮举之后，登月的价值已经没有那么高。
　　再加上美国对月球表面的探索工作不断推进，人类陷入到一个瓶颈期。
　　因此，美国航天计划的重心转移到了火星 上。
　　火星
　　另一方面，载人登月的成本很高，美国的财政已经无力再支撑后续的登月计划。
　　当时，阿波罗计划严重挤占了财政的预算，导致经济、军事等方面发展缓慢，与此同时美国的财政收入也逐渐下降，政府只好减少民生的财政预算，弥补其他领域的亏空，这引起了民众的极大不满。
　　从1961年到1970年间，美国就消耗了250亿美元 （相当于2018年的1500亿美元）。
　　阿波罗计划确实给美国人带来了荣誉，但是长此以往，势必会拖垮国内经济，美国政府在1972年叫停了这项计划，转而发展空间站。
　　国际空间站结构图
　　所以，美国成功登过月，是不争的事实，但不可否认的是，当初＂搭顺风车＂回地球确实包含运气的成分，美国航天局也不敢在短时间内再次尝试载人登月。
　　随着世界各国的崛起，航天领域已经不再是美苏两家独大的局面。
　　我国航天领域正如火如荼地发展，相信在不久的未来，我国将引领世界航天科技，走向一个新的高度。