从地球飞到月球,人类究竟靠什么做到了这件疯狂的事
看完这篇你会知道火箭、宇航服和精密数学计算如何合力把人类送上月球再安全带回来
1969年7月,三个普通人类坐在一个金属罐子里,飞了38万公里,踩上了月球的土。这听起来像科幻电影,但它是真实发生过的——而且当时用的计算机,还不如你现在的手机强。人类凭什么能做到这件事?
火箭为什么能冲出地球?
地球一直在"抓着"我们,这股力量叫引力。想逃出去,你得跑得足够快——具体来说,速度要超过每秒11公里,差不多是子弹速度的10倍。普通飞机最快也就每秒0.3公里,根本不够看。火箭之所以能做到,靠的是一个简单到小孩都能懂的原理:往后喷气,就能往前飞。你吹鼓一个气球再放开,它会乱飞——火箭就是把这个过程做到了极致。土星五号火箭(登月用的那个)每秒能烧掉将近3吨燃料,喷出的气流推着飞船拼命往上冲,硬生生突破了地球的"手掌"。
但光有推力还不够,燃料太重了。科学家想了个聪明办法:把火箭做成一截一截的,每烧完一截就扔掉,整个飞船越飞越轻,越飞越快。就像你爬山时把背包里的东西一件件扔掉,走起来自然轻松。
飞到月球的路上,宇航员怎么活下去?
太空里什么都没有——没有空气,温度在零下270度到零上120度之间疯狂跳变,还有各种看不见的辐射粒子像小子弹一样乱飞。宇航员能活着,靠的是两件东西:飞船舱体和宇航服。飞船就像一个密封的小房间,里面维持着正常的温度和氧气。宇航服则是一件可以穿着走路的"小型飞船",它能供氧、调温、挡辐射,同时又得让人能弯腰、抬手,设计难度堪比在冬天穿着三层羽绒服还要打篮球。
最让人忍不住感叹的是导航。飞船飞在黑暗的太空里,没有路标,没有GPS,宇航员和地面的科学家靠着数学计算出来的轨道飞行,精确得就像预言"三天后这颗台球会停在哪个位置"——月球本身也在动,飞船要提前算好它到时候会在哪,然后飞过去正好"接住"它。
降落月球和回来,哪个更难?
很多人以为降落最难,其实回来才是真正的鬼门关。月球上没有空气,降落时没法像飞机那样靠气流减速,只能反向喷射火箭来刹车——就像你骑摩托车时把发动机倒过来使劲转。而回到地球时,飞船以超快速度冲进大气层,外壳温度会烧到2000度以上,比钢铁熔点还高。为此,返回舱底部装了一种烧蚀材料,说白了就是一层"防火泥",它会自己慢慢烧掉,用"牺牲自己"的方式把热量带走,保护里面的人。整个过程只有几分钟,宇航员坐在里面,就像坐在一颗飞速穿大气层的流星里。
人类登月之后,月球上至今还留着宇航员的脚印——因为月球没有风,那些脚印可能会保存几百万年。而我们当年带上去的,是全人类几千年积累下来的好奇心。