本帖最后由 divee 于 2016-11-12 11:29 编辑
由于月球表面几乎没有大气层，所以不需要考虑各种气候影响，也不用考虑什么空气动力学。再加上月球引力小，他的环绕速度不到2km/s。因此，在月球上返回时不需要巨大的发射架和大量的燃料。
只要引力足够小，放个屁都能入轨道啊。
有兴趣可以看看
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服务舱和登月舱用得是 Aerozine 50 + N2O4 的燃料。
齐奥尔科夫斯基火箭公式 DeltaV = g*Isp*ln（M0/M1）
各舱的重量数据（来自wikipedia）：
指令舱：5500kg
服务舱：24500kg，燃料重量：18400kg
登月舱上升级：4700kg，燃料重量：2353kg
登月舱下降级：10334kg，燃料重量：8200kg
与土星五号第三级分离时的总重量为45000kg
发动机比冲Isp 311s
月球环绕速度1680m/s，月球逃逸速度2380m/s
1.地月转移
土星五号第三级在地球轨道把飞船加速到接近第二宇宙速度，约10800m/s，之后飞船靠惯性沿地月转移轨道飞向月球，其间受地球引力吸引不断减速，到地月引力中性点是速度降到800m/s，之后月球引力占优，飞船开始加速，因此要被月球引力捕获，服务舱需要点火减速，按照阿波罗16号的数据Apollo 16 Flight Journal Chapter 11，速度改变量大约854m/s，代入火箭公式，m0/m1 = exp(854/311/9.8) = 1.32，即服务舱消耗的燃料与总质量的比值 = （1.32 - 1）/1.32 = 24%，理论需要消耗的燃料质量 = 45000*24% = 10900kg，此时服务舱重 24500 - 10900 = 13600kg，剩余燃料7500kg。
2.登月舱下降
速度该变量为月球环绕速度1680m/s，代入火箭公式m0/m1 = exp(16800/311/9.8) = 1.74，即登月舱下降级消耗燃料与登月舱总质量比值 = （1.74 - 1）/1.74 = 42.5%，理论需要消耗的燃料质量 = （4700 + 10334）*42.5% = 6318kg，而下降级有8200kg的燃料，用来弥补克服高度下降带来的等效速度该变量和悬停时的燃料消耗。
3.登月舱上升
速度该变量为月球环绕速度，同理登月舱上升级消耗燃料与登月舱上升级总质量比值 = （1.74 - 1）/1.74 = 42.5%，理论需要消耗的燃料质量 = 4700 *42.5% = 1997kg，而登月舱上升级有2353kg燃料，同样为了弥补高度上升带来的等效速度该变量。
4.返回
速度该变量为1000m/s，阿波罗11号数据 Apollo 11 Flight Journal，代入火箭公式m0/m1 = exp(1000/311/9.8) = 1.39，即服务舱消耗燃料与服务舱和指令舱总质量比值 = （1.39 - 1）/1.39 = 28%，此时服务舱和指令舱的总质量 = 13600 + 5500 = 19100kg，理论所需燃料= 19100 * 28% = 5348kg，而服务舱还剩7500kg燃料。
因此，燃料是充足的。
https://www.zhihu.com/question/26589400 |
发表于 2016-11-11 16:53
