大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于中国火箭与月亮同框的问题,于是小编就整理了6个相关介绍中国火箭与月亮同框的解答,让我们一起看看吧。
飞船为什么不能直接飞到月球,而是需要环绕变轨?
好吧,再给你演示一遍吧。
首先我们从地球发射,进入近地轨道环绕。
然后在此处加速,增加远地点高度,直到轨道接近月球。
利用月球引力减速,然后飞船减速进入绕月轨道。
继续减速在月球着陆。
返回时从月球起飞只需小号很少的燃料。所以月球是一个理想的太空中转站,将来会成为人类探索太空的新起点。从月球起飞,在表面很近就可以进入环绕月球轨道。然后在月背加速,提高轨道高度,靠近地球。
接近地球利用地球引力减速,并且自身也开启火箭发动机减速,准备再入。
这就是整个轨道以及各个主要节点的思路。
飞船为什么不能直接飞到月球,而是需要环绕变轨?
简单回答:飞船绕弯子不直接到达月球,第一是为了省钱,第二技术难度更小。下面就具体说说。
首先说说省钱。
实际上就是为了节省燃料,节省了燃料当然就省钱了。
航天活动燃料是一个最大的消耗。运载火箭发射上天的有效载荷一般只有1%左右,也就是说要起飞重量100吨,才能够把1吨有效载荷送上天,有时候还达不到这个水平。起飞重量消耗的主要是燃料,还有装载这些燃料的火箭本体和发动机等。
上世纪美国发射的阿波罗登月飞船采用土星五号运载火箭,发射重量达到3038吨,送上天的阿波罗飞船只有45吨。送上地月转移轨道后,这个土星五号火箭就连燃料带箭体都消耗完了,废弃了;我国发射的嫦娥五号探测器采用长征五号遥五运载火箭,起飞重量达到870吨,而进入轨道的嫦娥五号探测器组合只有8.2吨,把嫦娥五号送到地月转移轨道后,整个遥五运载火箭就废弃了。
从上面的起飞重量和入轨后的有效载荷比来看,美国土星五号达到67.5:1,也就是有效载荷达到1.48%;我国遥五火箭达到106:1,有效载荷只有0.94%。而且即便脱离了火箭的飞船,其中燃料还是占有很大比例。如嫦娥五号探测器8.2吨总质量就包括近4吨的燃料,这些燃料主要用于调姿变轨、加速和制动减速需要。
如果直飞直降,就需要更多的燃料。
凭人类现在掌握的航天技术,要直飞月球并且直接降落也不是不可能的,但这样会增加很大成本和技术难度,得不偿失。
现在的运载火箭把飞船送到地球轨道后,就会实现船箭分离,这时的运载火箭就完成了发射任务,坠入大气层烧毁了。但这个时候,很多飞船并没有达到飞往月球的速度,为了达到挣脱地球引力束缚的速度,就必须利用地球的引力弹弓效应,通过兜圈子提升速度,这是一个椭圆形圈子,圈子越兜越大,当近地点约200千米,远地点达到约40万千米时,就进入了地月转移轨道,飞往月球了。
当然也可以直接达到奔月速度,飞往月球。要达到这个速度有两种方法,一种就是增加火箭燃料,加大推力,并且持久加速;二是在飞船上装载更多的燃料,船箭分离后飞船利用携带的燃料提速。但这样就必须加大火箭起飞重量,而且不仅仅是加大燃料重量,还需要增加装这些加大燃料的储罐,加大飞船重量。这样又要增加将这些增加的燃料和设备送上轨道的燃料了,这是一个指数级增加。
而到了月球,飞船还是利用月球引力,辅之反推减速,因此会围绕着月球绕几个圈,减少许多自动燃料。如果直飞直落,月球上没有大气,既无法利用大气摩擦力减速,也无法使用降落伞,而是完全需要飞船发动机反推减速。
这种减速方式不但要增加非常多的燃料,还需要在距离月球很远就开始刹车,因为一到大月球后就来不及了。这样种方式,就不但要增加海量的燃料携带,从而让飞船质量成倍增加,还反而拖延了到达的时间,完全得不偿失。
航天是世界最高水平的科技活动。
航天是一项科学技术要求非常高的活动,它代表着一个国家和地区最高的科学技术水平。飞船的仪器设备要求很精密,稍有差池就会失败。就拿嫦娥五号为例,这还只是一艘无人探测器,分为四大舱段,光是发动机就配置有77台。其中轨道器有27台,着陆器有17台,上升器有21台,返回器有12台。正是这些发动机精密控制着飞船的提速、减速、刹车、轨道修正、月面起飞、轨道对接、变轨提速返回等。
如果采用直飞直降方式,火箭整体起飞重量就会成倍增加,不但增加了巨量的发射成本,制造和发射的技术难度、安全风险系数也会呈数量级的上升。这就是一般的航天活动都会采取利用天体引力弹弓效应来提速和减速的原因。
但有时候,在不增加燃料甚至还节约燃料的基础上,也会采取直接方式。如嫦娥五号采样返回器的回收,就采取直接撞入大气层,利用依靠大气“打水漂”减速,然后再进入大气层,实现了完美回收;NASA的毅力号火星车到达火星,也是一头撞进火星大气层,利用火星稀薄大气摩擦减速,最后用降落伞起重机式着陆,颇有科幻大片场面。
这些当然要很高的控制技术,进入目标星球的入射角要非常精准,否则不是漂得不知所踪,就是坠毁得面目全非。这种方式大大减少了刹车所用的燃料,但目标星球必须有大气。而月球是没有大气的,无法采用这种方式减速。
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理论上来说,飞船可以从地球上直飞月球,不绕弯,简单粗暴,但实际上不会这么做,因为这样极其浪费燃料,其实真的这么做了,飞船走过的轨迹也不是直线。
从地球上发射飞船到月球,几十吨重质量对于任何运载火箭而言都不是件轻松的事情,所以发射时要尽可能减轻起飞重量,同时又要尽可能多的携带燃料,但这是一对矛盾。为了节约燃料,首先就要让飞船进入地球轨道,先环绕地球飞行,然后逐步加速到第一宇宙速度,这样就能突破地球引力,飞向月球。在宇宙空间飞行时,飞船进行变轨和轨道维持,这都需要飞船发动机的动力支持,所以飞船携带多少燃料也都是通过精确计算的。
最后要说的是,宇宙中的天体几乎都是以椭圆轨道运行,地球和月球也都不例外,所以人造飞行器的轨道都不会是直线,所以轨道设计就显得尤为重要,因为空间飞行时节省燃料就比节省时间要重要的多。
这是牛顿和爱因斯坦的问题,牛顿认为太空是平的,爱因斯坦说时空是弯曲的。但是,爱因斯坦只说了时空的弯曲,并没有说大质量星球弯曲的时空是漩涡状的。
飞船,之所以叫“船”,就是就是因为它是漂浮的。
我们地球人类探索宇宙太空的科技水平还停留在初级阶段,用造船行船来比喻就是古代人力划船的水平。
牛顿眼里的“水面”是平静的湖水,爱因斯坦眼里的“水面”是有漩涡的活水。
水中行船,在平静的湖水里给点力就能直行,在流动的活水里不用划,水流能冲着船走,叫做顺水行舟。
地球、月球、火星都是一个个时空漩涡、引力漩涡,宇宙飞船想要离开地球首先就要冲出漩涡。可以想象一下,船是怎么划出漩涡的。
牛顿认为引力是平直的,就像用皮筋拴狗,狗狗只要力气足够大,挣断皮筋就能逃脱。
真实的引力场更类似龙卷风,想要从龙卷风的中心跑出来,顺着风向转圈儿是是最省力的。
我们人类的科技水平还不足以任性的挣脱引力漩涡,所以火箭发射升空后就开始顺着引力漩涡转圈儿了,这个就是借力。
发射火箭为什么都选择纬度低,靠近赤道的地方,就是要借力地球自转的线速度。地球如同旋转的陀螺,越靠近赤道线速度越快,顺着自转方向发射可以借不少力。
这主要是为了节省燃料。
当然,我们要是有钱了也可以任性的制造足够大推力的火箭,无视引力漩涡,时空漩涡,地球自转,直来直去。可现在的情况是没必要,太空探索不是什么急不可待的事,也不是救人救火,成本核算是可持续发展的基础保证。
上世纪美国苏联搞太空竞赛,阿波罗计划的土星五号火箭就是个任性的大家伙,鲸吞海饮的任性吞噬金钱以节省时间,追上并超过了前苏联,帮助美国在太空竞赛中战争了前苏联。
美国的这个行为跟美国人的性格有直接关系,看看美国的军费支出就知道了,看看美国汽车的大排量,大个头,大空间就知道了。人家能任性的时候绝对任性而为。
相比起来,我们东方人想的东西就多了些,日本车在世界上能站稳脚跟就是人家会算计,省油。
宇宙飞船飞上月球,其过程就是从地球这个漩涡到月球那个漩涡。飞船之所以叫“船”,因为它就是船,航行在太空的船。
行船呢,在“逆水行舟”和“顺水推舟”之间,我们要是不赶时间的话,还是选择顺水推舟更经济划算,有利于可持续发展。
到哪一天钱多了,再任性,直来直去也不是不可以了。
我来回答一下这个问题,不足之处还请大家指正。
第一,发射探月飞船,火箭是目前唯一的运载工具。众所周知火箭在地球大气层内会消耗绝大部分燃料,飞出大气层把飞船送入预定轨道后运载火箭也就完成任务了,飞船后期轨道维持和变轨只需要很少的能量。那么我们为什么不能直飞月球呢?举一个简单的例子,一辆汽车爬山如果取最短路径直线到达山顶,为了克服上山阻力需要汽车发动机大功率持续输出。持续高功率输出汽车发动机是受不了的,盘山公路解决了这个问题。从山底到山顶总耗能量几乎相等,延长路径会降低发动机时时功率,使它可以保持在发动机可以忍受的范围内。火箭也是一样,不过它不仅考虑发动机输出功率的问题,还要考虑燃料分配问题。如果火箭和飞船平分燃料,就会降低火箭的有效载荷。绕地轨道,当飞船到达远地点后,飞船就会点火加速抬升轨道高度进入地月转移轨道。到达环月轨道后就要减速,以保证飞船能够被月球捕获。如果飞船质量过大,抬升轨道和减速进入环月轨道耗能就会增加。通过实践,环绕变轨比直飞更经济。
第二,测控要求。探月工程离不开航天测控,有效测控点越多,测控精度就越高。航天测控是一门复杂的工程,只有高精度的测控数据才能保证探月工程的顺利实施。比如前期的入轨精度,真可谓差之毫厘谬之千里。飞船进入环地轨道,离开远地点后,飞船发动机什么时候点火加速抬升轨道高度准备进入地月转移轨道,点火多长时间?脱离地月转移轨道进入环月轨道,调整飞船姿态减速,发动机何时点火,点火多长时间都需要测控部门的紧密配合,以便地面控制中心精准控制。如果直飞月球,测控点会减少很多,测控精度必然下降,地面控制中心很难控制飞船转轨和变轨精度。正是由于测控技术的限制,飞船在环月轨道停留的时间要比环地轨道停留的时间大很多。
第三,发射窗口。根据星球的不同轨道位置,发射窗口有短有长。探测火星工程的发射窗口要比探月工程发射窗口少的多,窗口期时长也更短。探月工程发射窗口比较多,有效窗口期也长。对于远距离探测任务,最佳发射窗口有可能长达几年,几十年一遇,窗口时长甚至会短到几秒。直飞探测虽然可以充分利用发射窗口,但是同时又会使发射窗口变窄。令人遗憾的是,现有的火箭和飞船制造技术有限,现有测控技术不能满足苛刻的发射窗口,所以航天科学家们往往望窗口兴叹,眼高手低绝对是不成的。
不足之处还望相关专业人士科普一下,在此万分感谢。
科技有没有可能发展到不用火箭发射而直接飞到月球的航天器飞机?
宇宙探索发现未知,是人类对自然的一种挑战,如果反重力科学技术能够实现,应该会的。
目前的反重力技术,只是在磁悬浮领域有所进步,但是这种技术只是在地球表面完成,没有在宇宙空间进行实验,根据早期科学家们的研究结果,是地球的万有引力,把物体吸附在地球表面,这种定论应该是个错误,因为人类的反重力技术, 主要技术是磁悬浮,那么地球空间肯定有磁场,这种重力应该是磁场效应,不是物体的万有引力,人类可能就是因为物体的万有引力,把问题复杂化了,本认为是地球空间的磁场效应,把空间物体推向地球表面,人类如果改变一下思维方式,把反重力转向磁场效应,去探索研究,可能在今后能有一天,会实现梦想。
这个在短时期内,或者说是可预见的未来时期内,是不会实现的。
我们发射飞船,无论是到月球还是到其他星球,首要的任务是将有效载荷送到近地轨道上,然后再飞到其他星球。
只要飞船进入轨道,我们就可以有多种方式达到其他星球附近,比如利用太阳风压力或者从地球发射激光产生的光压,都可以对飞船产生动力。
但是,除了这个飞行阶段,还要有发射和降落阶段,降落我们可以忽略,我们可以把达到星球附近也算做飞到了,但是从地球起飞是怎么也朵不过的吧。
从地球起飞,本质就是克服引力,那么目前无论是化学燃料,还是利用电力,都是产生反向作用力,使得飞船进入轨道,那么也都是火箭的方式。
很多科幻作品中经常提到反重力装置,就目前来说,别说实践了就是理论上都还没有比较成熟的理论可以支持,也就是说这个所谓的反重力装置完全还是科幻级别的东西。
科技的实现,首要需要有理论支持,比如火箭,就是在齐奥尔科夫斯基的火箭理论之下才出现的。如果连理论都没建立来,那么实现就是遥不可及的事情了。
当然,还有一个方式将物资送到轨道,那就是太空电梯。但是很可惜,这个虽然有理论支持了,但是从材料还有各方面的技术,成本等方面,都还有很大的差距。单单就材料来说,目前包括理论上的纳米材料,都无法支持太空电梯的建造。因此,还需要有更强的材料出现,才可以考虑这个方案。
因此,在可预见的未来内,飞船的发射都还是需要火箭技术。
当然,如果把时间拉长,未来肯定会出现其他的方式进行飞船发射的了。
“人有多大胆、地有多大产”,“只有想不到、没有做不到”,10年前谁能想到有一部手机就不需要带现金出门购物消费?(孔某已经大半年没有摸过百元钞票了)!
言归正传、未来会不会不需要运载火箭🚀就可以发射宇宙飞行器?
〔回答是:“一切皆有可能”
!〕
早在冷战时期美国人提出的“星球大战”计划就已经开始研发高精尖前沿科技。
The.eIectromagnetic.Iauncb〔电磁弹射技术〕
一门新兴前沿科技“直线推进”技术、利用电磁能量推动被弹射物体向外运动。
(电磁弹射技术工作原理)
(美国研发的第一条电磁弹射器)
(当今世界上最大的航母“福特”级航母装备了世界第一条“电磁弹射器”美国在进行“电磁弹射”技术论证阶段得到验证:电磁弹射器3秒钟将一架35吨重飞机加速度到278公里/每小时。
中国和美国是世界最先研究开发电磁弹射技术的国家、电磁弹射技术领先。
(科普漫画作品/未来利用电磁弹射技术发射宇宙飞行器的想象图)
将电磁弹射技术成功运用的案例还有:EIectromagnetic-gun〔电磁炮也称为:轨道炮、线圈炮〕
(美国研发的一款“电磁炮”)
(美海军舰艇装备的一门“电磁炮”)
(根据公开报道:我国在某型号登陆舰装备了一门试验型“电磁炮”)
那么,随着电磁弹射等等高精尖技术的不断出现和发展、未来发射宇宙飞行器可能会采用更高效、更节能环保的高新技术。
科里有没有可能不用火箭发射而直接发射到月球的航天飞机?答案当然是有可能的,根据爱因斯坦的几何宇宙模型,我们把宇宙看作是一张巨大无比的三维时空膜,任何存在这张巨大的膜上的物质都会产生引力,或许再将来会得到一定程度上的证伪。引力或者是一种粒子的存在,这些我们无法理解也看不到的引力粒子对我们施加着重量并牢牢的按压在地面上。而我们利用的航天飞机必须达到很大的加速度才能突破大气层达到相对无引力的低轨道空间层释放我们的卫星或者科技设备。而反重力飞行器一直是被认为是在科幻中存在的反重力飞行器。它具有能耗小,且载重大的特点。而目前引力是什么也仅仅只是一个理论的概念中的存在而已。我们很少甚至没有对此的研究,因为不光理论不足,如果就算着手也恐怕难有进展,因此目前对引力的研究还是很少的。相关的科技,类似于科幻大片都有相关题材,而目前人类所臆想出来的外星人的飞行器ufo则或许也是靠反重力装置行动的。如果未来哪一天我们对反重力方向上得到重大突破,或许才是对航天的重大迈进。
感谢邀请
“科技有没有可能发展到不用火箭发射而直接飞到月球的航天器飞机?”当然有可能了,而且这也是未来的方向,这种不用火箭发射而直接进行太空飞行的的航天器可以参考空天飞机。
空天飞机
空天飞机可以看做是飞机与火箭的复合体,在动力上空天飞机需要多种组合动力,在大气层内飞行时可以选用普通飞机的喷气引擎,当达到一定的速度与高度后可以选用冲压引擎,一旦飞出大气层又可以使用火箭引擎,空天飞机的起飞与降落和普通飞机相同,不需要专门的发射场地。
空天飞机的概念从上世纪六十年代就被提出,但由于当时技术与经济的限制,大多数研发计划都没有实质性进展,随着科技进步与经济发展,各个航天大国都相继提出了新的空天飞机计划,比如美国的X-24、X-33、X-34、X-43等,其实都和空天飞机有关,欧盟方面有“云霄塔”空天飞机计划,法国曾经研制过“赫尔墨斯”空天飞机,俄罗斯与日本都有关相关技术的验证。
空天飞机的难点
空天飞机是未来航空器的发展方向,也是未来人类走向太空的关键工具,目前美国、中国、俄罗斯等都在研究空天飞机,但是都尚未成功,这也反映出空天飞机的技术复杂性。空天飞机不同于航天飞机,其升空过程不依赖运载火箭,是一种可以完全重复使用的运载工具,空天飞机由于其特殊性,必须做到多方面兼顾,包括飞行环境方面、飞行速度方面、经济性方面等等,比如说,虽然理论上空天飞机只选用火箭发动机就能做到天地间往返,但是这样必然有损经济性,因为火箭发动机需要自备氧化剂。个人认为,空天飞机的难点主要在三个方面,一是为了减少起飞重量,空天飞机必须尽量降低氧化剂携带量;二是参考飞机,所有部件都必须做到可重复使用;三是动力切换的复杂性,没有一款单一发动机可以做到空天飞机的兼顾性。这些都依赖于材料科学、气动结构以及超燃冲压发动机的进步。
结语
目前来看不用火箭发射而直接飞到月球的航天器飞机是不存在的,但是我认为它是未来太空探索的方向,随着科技发展这种交通工具研发也必然会实现。
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中国明朝人什么是人类第一个尝试火箭飞天的人月球上有一座环形山是以他的名字命名的?
万户(元末-1390年)本名陶成道,原名陶广义,后被朱元璋赐名“成道”。原是浙江婺城陶家书院山长,喜好钻研炼丹技巧。一次炼丹事故后,转为试制火器。元末,吴王朱元璋下婺州,陶成道率一干弟子献火神器技艺。在历次战事中屡建奇功,受到朱元璋封赏“万户”,从此陶成道被人称为“万户”。明初,陶成道是第一个想到利用火箭飞天的人,被称为“世界航天第一人”。
晚年,陶成道把47个自制的火箭绑在椅子上,自己坐在上面,双手举着2只大风筝,然后叫人点火发射。设想利用火箭的推力,加上风筝的力量飞起。不幸火箭爆炸,万户也为此献出了生命。
为纪念万户,国际天文学联合会将月球上的一座环形山命名为“万户山”!
万户是明朝初期人,原来是一个木匠。他喜欢钻研技巧,尤其是对技术发明方面特别痴迷。
万户的本领是在明王朝同瓦剌的战事中被发现的。同样对兵器制造很有研究的明朝大将军班背认为,正是因为万户对武器的改良才使得战争取得根本胜利,所以奏请朝廷让万户到兵器局供职。当时中国的四大发明之火药、火箭已经在军事上初露锋芒,所以万户的前途本该是一片光明的。
但可惜的是,和万户相交甚好的班背将军性情耿直,从不趋炎附势。因得罪右中郎李广太等奸臣而被革职,并幽禁在拒马河上游的深山鬼谷中。
为了从深山里营救出好友班背将军,聪明的万户决定造一只“飞鸟”。在那个人类对自然界认识受到很大局限的特殊时代,木匠出身的万户甚至做出了一份很详尽的科学理论计算报告,他认为按照当时的火箭技术,再加之风筝原理的帮助,“飞鸟”一定能飞起来了。
文献说,在一个月明如盘的夜晚,万户带着人来到一座高山上。他们将一只形同巨鸟的“飞鸟”放在山头上。万户坐上鸟背,他点燃鸟尾引线,一瞬间,飞鸟尾部喷火,嗖一下离开山头向前冲去。
后来,人们在远处的山脚下发现了万户的尸体和“飞鸟”的残骸……这个故事后来被记载为“万户飞天”。
万户被认为是人类的航天鼻祖。20世纪70年代的一次国际天文联合会上,月球上一座环形山被命名为“万户山”,以纪念这位“人类第一个试图利用火箭飞行的人”。
火箭速度是多少?地球到月球多少天?
我们知道月球与地球的直线距离约为38万公里,中国嫦娥4号速度是10.9公里/秒,如果中国嫦娥四号飞船只以直线路径飞行,那么抵达月球正面只需要12小时,抵达月球背面需要26天(生声明一下:月球的一天相当于地球的28天,刚才说的26天是,月球的时间),实行软着陆,成为人类有史以后首次软着陆月球背面的飞船。
月亮红色是火箭发射吗?
不是的,月亮变红并不是因为火箭发射。这种现象被称为“月全食”,是由于地球挡住了太阳光线,使得月球进入地球的阴影中,而太阳光中的红色光线可以穿透地球大气层照射到月球上,使月球呈现出红色或棕色。
不是。月亮在升起和落下时可能会呈现出红色的色彩,这是因为光线在穿过大气层时被散射和折射的结果。月亮的红色并不是由火箭发射造成的。当火箭发射时,可能会产生一些光线和色彩,但这与月亮的红色无关。
为什么火箭发射月亮是红色的?
实际上,火箭发射时并不会出现月亮是红色的情况。火箭发射时,通常会在夜晚进行,此时月亮可能会出现在天空中。但是,火箭发射时产生的火焰和烟雾会照亮天空,使得月亮看起来更加明亮,但并不会改变月亮的颜色。
月亮的颜色通常是由其表面反射的太阳光所决定的。在夜晚,当月亮出现在天空中时,我们看到的月亮颜色通常是灰色或黄色的,这是因为月亮表面反射的是地球大气层散射的太阳光。
因此,火箭发射并不会改变月亮的颜色。如果在火箭发射时看到月亮是红色的,可能是因为其他因素导致的,例如空气污染、天气条件等。
火箭发射月亮是红色的是因为太阳的照射使月亮呈现红色。当太阳的光线照射到月亮表面时,光线会被反射和散射,其中一些光线会波长发生改变,变成红色或橙色的可见光,使得月亮看起来是红色的。同时,月亮表面反射太阳光的能力也会影响其颜色,反射能力越强,颜色就越亮,反之则越暗。此外,大气层中的空气也会对光线产生影响,使得月亮看起来更加柔和和朦胧。总之,火箭发射月亮是红色的主要原因是太阳光线照射到月亮表面后反射和散射的结果。
到此,以上就是小编对于中国火箭与月亮同框的问题就介绍到这了,希望介绍关于中国火箭与月亮同框的6点解答对大家有用。
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