飞船为什么不能直接飞到月球,而是需要环绕变轨?

如题所述

这是因为我们我们太空旅行使用的能量等级太低,仅仅是一种普通化学反应,其燃料效率实在有限,在星际间完全没可能在周围众多引力(尤其是太阳)的作用下,仍然坚持直线飞行。所以不得不靠环地轨道不断变轨,合理运用引力弹弓效应获取更高的速度和合理角度,然后开始星际旅行,这样就可以最大限度的利用我们作为地球居民与生俱来的动能,作为星际旅行的初始速度,用随身携带的有限的燃料,作为飞行方向和姿态的调整。换句话说,如果我们的发动机推力和能量等级比现在大1000倍,那就用不着这么麻烦了,开足马力照着月球直飞就可以了,这样高等级的能量待以时日人类会掌握的,比如科幻中的质子火箭,反重力火箭等等,但是现在还不行。

所以人类从上世纪开始太空 探索 以来,能够携带多少燃料是太空 探索 一开始就面临的最大问题。按常规想法,火箭做的越大,其运载能力就越高,但是现实情况是,火箭做的越大,自重越大,自重越大需要把自重带上太空需要的燃料就越多,这无疑形成了一个怪圈。所以一味增大助推火箭体积和容量这条路是注定走不通的。大多数太空 探索 的真正出发点是在地球轨道上的,在这里,在空间站上,人类已经可以进行燃料输送和航天器组装和启动发射,毕竟这里不需要穿破大气阻力,可以非常精确的执行太空 探索 任务。

我们至今已经实施的探月,探测火星和已经走到太阳系边缘的众多探测器,无一不是在太阳系行星之间来回用引力作为跳板,一次又一次从一个行星到另一个行星,期间飞行角度和速度的变化几乎都是靠巨大的行星给予引力和轨道的关联,经过周密计算,用极少的燃料解决方向和速度的,最终实现了飞越太阳系。要是想靠靠自身携带的燃料直飞月球的话,人类目前确实还没有这个能力。

首先,你的想法确实是可以实现的,从地球赤道出发,两点一线,所耗费的时间和距离最少。

但是,你知道这样比环绕着陆耗费的燃料要多得多了。

先给你看嫦娥一号奔月的轨道示意图,嫦娥一号是在绕地3圈多之后才终于离开地球的怀抱,飞往月球。而在“登陆”(实际上是坠月)月球的过程,同样经历了3圈多的在轨运行。

嫦娥一号轨道示意图

阿波罗登月飞行轨迹

专业的术语和数据就不引用了,用人话来说,这样运用地球的引力加速,比人工的燃料加速要省力的多得很。

所谓的引力加速,又叫引力弹弓,就是利用行星的重力场来给太空探测船加速,将它甩向下一个目标,也就是把行星当作“引力助推器”。利用引力弹弓使我们能探测冥王星以内的所有行星,且能为人类节省大量的燃料。

还有一个原因,人类的探测器在飞出地球,在轨运行,进入月球轨道,月球着陆过程中,都需要相对漫长的时间,对飞行器上的所有器材进行细致的检查,毕竟稍有一点差池,一次探月任务就OVER了。

其三,月球虽然离我们很近,但是,我们对月球的了解还是有限的,所以,好近九牛二虎之力,发射一个航天器,就为了登陆月球,那未免有点奢侈了,很多飞行器在登陆之前,还会肩负很多在轨检测的任务,所以,这也是不选择直接降落的原因之一。

还有一点,在登月之前,目的地着陆点都是事先设定的,如果像你说的,直接着陆的话,那肯定做不到那么精确,在轨运行的好处就是可以不断的飞行器进行细微的矫正,从而让登月更加的顺利。

如上,希望你能满意!

当我们走到一面陡峭的悬崖峭壁面前,是不是就断了进路呢?通常都不会,我们都会找能够行走的小路迂回曲折的攀爬,最终到达顶端。虽然有点意思,但是还不够准确,我们来看看地球和月球之间的环绕变轨图。

首先,我们的航天器环绕地球是利用地球引力加速,时间越久离地球越远的时候,我们的航天器运行速度也会越快。 通常绕飞地球三圈之后被甩出地球轨道,进入月球轨道也还要一个调整过程。 当进入月球轨道后,我们的航天器又会利用月球引力减速,反之时间越久离月球越近的时候,我们的航天器的运行速度将会越慢。 这样才为我们的安全着陆提供了保障。

如果我们对着月球直接发射航天器,且不说别的因素。 我们知道地球和月球都是运动着的,今天向着月球发出去的飞行器,将来可能连月球的面都汇不到,因为月球很可能已经公转到了地球的另一面。 航天器都将会以迷路为结局,告终在宇宙中成为太空垃圾。

为了航天器能够顺利飞达月球,环绕变轨是目前唯一可行的方法,也会是将来人类进军太空的唯一出路。 具体成功路径,还有待于我们一代又一代的科学家们去 探索 和发现。
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