月球没有发射塔与火箭，阿波罗号与嫦娥五号如何返航？数据说话

登月舱在月球上起飞的重量仅相当于“两头猪”，而燃料有2.4吨，因此很容易返航！嫦娥五号和阿波罗11号，登陆与返航的原理基本上一样。不过，嫦娥五号难度系数更高，但我们不能否认，美国50年前就已经载人登陆了。

月球返航的质疑：

1968年，土星五号带着阿波罗号离开地球，很多人质疑运载火箭与阿波罗号脱离之后，阿波罗号是如何独自从月球表面返航的？

地球升空：阿波罗号从地球上升空时是至今推力都排世界第二的土星五号，火箭总重量3000多吨，荷载45吨，依靠巨大的发射架，场面振奋人心。

月球降落与升空：火箭垂直稳稳着陆是马斯克近两年的研究结果，一般航天器返回地球都是直接“掉”下来，开降落伞减速，那么50年前阿波罗号是如何稳稳降落月球表面，还具备再次发射条件的？

图：胖五起飞

月球上可是连连发射台都没有。难道登月之前月球上就已经“藏”了像土星五号一样的运载火箭，并提前建设好了发射台？这显然不可能。

解惑

如果阿波罗号不可能完成登月，嫦娥五号也不可能，实际上返程人员是“没有降落月球的航天器”带回来的。先简述一下过程：

• 运载火箭提供巨大推力，克服地球引力升空。
• 进入环地球轨道，推进器脱离，绕地球轨道飞行，火箭将阿波罗号送入地月转移轨道并分离，阿波罗号直奔月球。
• 靠近月球后，点火制动，修改轨道进入环月球轨道。
• 关键点：无论是嫦娥五号，还是阿波罗11号都并非是单独完整的航天器，而是由多个部分组成，下面对比一下：

图：阿波罗11号

图：阿波罗11号与嫦娥五号

阿波罗11号在整个过程中完成了两次分离，两次对接。而嫦娥五号完成了一次分离，一次对接。阿波罗11号第一次分离与对接是为了进行结构调整，分离后发生了180度大旋转，再对接，为登月与返回做准备。

图：阿波罗11号进入地月轨道后，第一次分离与对接，

• 嫦娥五号与阿波罗11号进入环月球轨道之后，原理都是在近月球轨道上，登月舱与轨道舱分离，再通过减速让月球引力俘获登月舱，下降同时下降段点火，使登月舱具备一定上升力与月球引力抗衡，完成软着陆。这个过程与马斯克回收猎鹰9号类似。
• 着陆后，阿波罗号下来两人，走两步、插旗子，捡石头，而我们的嫦娥则是全自动化挖土、封装。

数据告诉你为什么能返航？

月球上没有重载火箭与发射台却能返航，关键点在于引力。地球比月球大得多，地月系统中，除了从月球“出门”时的临门一脚，大部分路程都是受地球引力支配，意味着返程路下坡路居多。

起飞数据对比

土星五号从地球升空时，总重量3000多吨，荷载45吨（阿波罗11号），分别为环月的轨道舱25吨，登月部分的上升段4.7吨、下降段15吨。也就是说月球起飞重量只有4.7吨，其中燃料占据了一半（2.4吨），飞船2.3吨，真正载荷只有两个人和月土（另一个人在轨道器上）。

最关键的是月球的引力只有地球的1/6，F=ma，上升段4.7吨在月球上所受重力与地球上0.8千克物体相当，相当于地球上两头猪的重量。

起飞速度对比

运载火箭离开地球要达到11.2km/s的逃逸速度。由于月球引力小，“这两头猪”只需要达到1.68km/s的环月球速度，因为人和石头并非乘坐“两头猪”直接从月球表面返航，而是在近月球轨道“换乘”轨道器。

综上所述：两地起飞时，地球要比月球更难，起飞重量相差3750倍，需要达到的速度相差7倍，这还不算地球上存在空气阻力。这意味着月球升空只要一个迷你发射架（10吨左右的下降段）与“小型火箭”（4.7吨的上升段，含2.4吨燃料）就足够了。

当登月舱上升段升空后，人带着月土转移到返回舱，然后上升段与轨道舱分离，最后轨道舱点火变轨进入地月轨道，返回舱与服务舱分离，独立返回地球。最终返回舱进入地球轨道，减速掉入大气层。

嫦娥五号的难度

嫦娥五号相对阿波罗11号的优势：

• 自动挖土，自动封装
• 自动降落月球
• 自动从月球升空
• 登月舱与返回舱自动对接
• 半弹道跳跃式返回方案（在太空打水漂）

阿波罗号载人方案面对各个环节可以依靠人工进行调整，嫦娥五号方案更为自动化，相似的方案，更加自动与精准，意味着我国离载人登月快了。