月球上沒(méi)有火箭發(fā)射場(chǎng)，登月的宇航員是如何返航的？距離人類第一次登上月球已經(jīng)50多年了，最近美國(guó)又計(jì)劃2025年重返月球，并在去年底進(jìn)行了新的登月火箭，也就是太空發(fā)射系統(tǒng)的第一次發(fā)射實(shí)驗(yàn)。

我國(guó)也公布了2030年左右實(shí)現(xiàn)載人登月的計(jì)劃。盡管如此，還是有很多人會(huì)懷疑美國(guó)阿波羅登月的真實(shí)性。在這些懷疑的人當(dāng)中也有不少是科學(xué)家，甚至是火箭工程師。懷疑者認(rèn)為登月不真實(shí)的證據(jù)有很多，網(wǎng)上也有很多反駁。其中很重要的懷疑之處就是火箭上并沒(méi)有火箭發(fā)射場(chǎng)，當(dāng)初阿波羅登月的宇航員是如何返回地球的？我平時(shí)和朋友們也經(jīng)常討論這個(gè)問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)對(duì)于懷疑者，我們是無(wú)法徹底說(shuō)服他們的。我就提出這樣一種設(shè)想，假如我們讓一個(gè)懷疑者坐著和阿波羅登月一樣的火箭和飛船著陸月球，親眼目睹當(dāng)年的登月著陸器并返回地球，也許他就不再懷疑了。然而我的一個(gè)朋友說(shuō)，這還是解決不了懷疑論者的問(wèn)題，懷疑者可以說(shuō)他的大腦被我們控制了，他的登月只是一個(gè)幻覺(jué)，是不是很無(wú)語(yǔ)呢？

后來(lái)我就換了個(gè)想法，對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，真正重要的不是去說(shuō)服懷疑者，讓?xiě)岩烧哒J(rèn)同一個(gè)關(guān)于過(guò)去的論斷，而是提出關(guān)于未來(lái)可以檢驗(yàn)的判斷和預(yù)言，也就是說(shuō)美國(guó)2025年登月宇航員返回地球的方案與阿波羅登月有什么不一樣嗎？我國(guó)2030年左右登月，月球上沒(méi)有火箭發(fā)射場(chǎng)，宇航員如何返航？事實(shí)上，我國(guó)于2020年發(fā)射了嫦娥5號(hào)探測(cè)器，成功地從月球上取回了1.7公斤月壤樣品，比較一下嫦娥5號(hào)和阿波羅飛船，我們發(fā)現(xiàn)它們都是由4個(gè)部分組成的。嫦娥5號(hào)這4個(gè)部分分別是服務(wù)器、返回器、著陸器和上升器，分別對(duì)應(yīng)了阿波羅飛船的服務(wù)艙、指令艙、下降級(jí)和上升級(jí)。我們當(dāng)然不懷疑嫦娥5號(hào)的真實(shí)性，阿波羅飛船的組成架構(gòu)和工作過(guò)程可以說(shuō)和嫦娥5號(hào)是完全一樣的，你還懷疑它嗎？

阿波羅飛船的上升級(jí)和下降級(jí)一起叫做登月艙，阿波羅飛船到達(dá)環(huán)月軌道后，登月艙的上升級(jí)和下降級(jí)一起著陸月球表面，這時(shí)候下降級(jí)的推進(jìn)劑已經(jīng)基本上耗光了，只剩下一個(gè)空架子，這個(gè)架子就相當(dāng)于地球上的火箭發(fā)射架，而上升級(jí)就相當(dāng)于火箭了。宇航員乘坐上升級(jí)到達(dá)環(huán)月軌道，與指令艙和服務(wù)艙對(duì)接，然后拋棄上升級(jí)進(jìn)入指令艙，再由服務(wù)艙火箭發(fā)動(dòng)機(jī)工作返回地球。

配圖來(lái)自于圖蟲(chóng)網(wǎng)

看到了吧，登月宇航員為了返回地球，在月球上是有火箭發(fā)射場(chǎng)的，只是月球火箭發(fā)射場(chǎng)的樣子和地球上不一樣而已。嫦娥5號(hào)返回樣品1.7公斤，它的上升器重量300多公斤，阿波羅飛船上升級(jí)則裝了兩名宇航員，載重100多公斤，上升級(jí)的重量就約5噸。也就是說(shuō)嫦娥5號(hào)就是個(gè)縮小版的阿波羅飛船。所以出于技術(shù)繼承發(fā)展的考慮，為了保證載人登月的安全性和可靠性，我國(guó)2030年左右的載人登月方案就會(huì)采取和嫦娥5號(hào)、阿波羅登月一樣的方案：由服務(wù)器、返回器、著陸器和上升器4個(gè)部分組成。那么美國(guó)2025年登陸月球的阿爾特米斯計(jì)劃還會(huì)采用和阿波羅計(jì)劃一樣的方案嗎？答案是否定的，是不是很奇怪？

事實(shí)上美國(guó)的登月火箭，也就是太空發(fā)射系統(tǒng)并不能獨(dú)立完成2025年的登月任務(wù)，宇航員到達(dá)環(huán)月軌道后需要轉(zhuǎn)乘Space X的星艦飛船登月版，由星艦著陸月球，并且乘坐星艦返回環(huán)月軌道。也就是說(shuō)由星艦飛船取代了阿波羅飛船的下降級(jí)和上升級(jí)。接下來(lái)的兩年，我們就可以看到星艦登月版各種試驗(yàn)飛行的消息了。所以月球上沒(méi)有火箭發(fā)射場(chǎng)，登月宇航員返航有兩種不同的技術(shù)方案，不管是哪種技術(shù)方案，需要保證宇航員安全返回地球都是困難的，我們就是要做困難而正確的事情，才能更好的應(yīng)對(duì)未來(lái)的挑戰(zhàn)。

本文為科普中國(guó)·星空計(jì)劃扶持作品

作者：周炳紅

審核：劉勇 中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心 研究員

出品：中國(guó)科協(xié)科普部

監(jiān)制：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社有限公司、北京中科星河文化傳媒有限公司

來(lái)源: 星空計(jì)劃

內(nèi)容資源由項(xiàng)目單位提供