以我們的日常常識知道，飛行器想要飛離地球,，飛向月球,，一般都是用火箭發(fā)射的。因為飛行器飛離地球,，必須要達到第一宇宙速度,，第一宇宙速度的別稱是飛行器最小發(fā)射速度,。根據(jù)力學(xué)理論，飛行器繞地球飛行所受的向心力由飛行器受到的地球引力提供,，即mv^2/r=GMm/r^2,，其中M是地球的質(zhì)量，飛行器繞地飛行半徑取地球半徑,，可得出飛行器脫離地球發(fā)射的最小速度需達到7.9km/s,。所以飛行器飛往月球的話，速度必須大于第一宇宙速度,。一般發(fā)射登月艙的火箭具有兩級助推,，火箭點火產(chǎn)生推力飛離地球，一級火箭燃盡后調(diào)整方向,，啟動二級火箭助推,，到達月球引力范圍后登月艙脫離并逐漸減速，最終實現(xiàn)登月,。例如美國實現(xiàn)登月計劃的“土星5號”火箭,，發(fā)射時高度達到110米，起飛重量達到3000噸,，近地軌道運載能力為118噸,。

這時候，探月器是到了月球了,，可是火箭沒了,，探測器想要回來怎么辦？沒關(guān)系的,。因為飛行器從月球飛離的速度遠小于飛離地球的速度,。按照上文的說明，飛離月球同樣需要達到一個最小發(fā)射速度,，計算方法同樣為mv^2/r=GMm/r^2,，然而,，此時的M已經(jīng)是月球的質(zhì)量了,，半徑r也相應(yīng)換成月球半徑。地球的質(zhì)量是月球的81倍,，地球半徑是月球的3.67倍,，計算出的脫離速度約為1.7km/s。當然了,，這只是最簡單的一個速度的保證,。為了保證探測器上升器準確入軌，必須預(yù)先進行大量計算,，設(shè)計多套方案和上升軌道,，并根據(jù)上升器狀態(tài)等數(shù)據(jù)隨時對飛行軌跡進行調(diào)整。如果起飛順利，上升器將會回到月球軌道與預(yù)先“等”在那里的軌道器,、返回器進行交會對接,。此時航天器距地球的距離將超過38萬千米，因此月球探測器的交會對接比一般載人航天器在300千米的地球軌道進行交會對接要復(fù)雜得多,。

地球和月球的重量不同,，引力也就不同，月球上的重力只有地球的六分之一,，引力也只有六分之一,。地球上不光有引力還有大氣層的阻力，月球上引力小,，還沒有大氣層,。2者的區(qū)別，明白了吧,，還有補充的,，從地球上發(fā)射火箭，就是算整個火箭的重量,，包括火箭本身的重量,，返回艙，登陸艙,，來回的燃料,，這些重量就很重，比如在地球上把100噸的物體送上天,，當然要很大的推力,。到了月球，登陸艙可能就20噸,，月球引力又小,，又沒有大氣層阻力，又不用帶那么多燃料,，從月球飛到月球軌道和返回艙對接就可以了,。所以在月球不用那么大的推力升空。

阿波羅飛船并非是靠登月艙發(fā)動機直接飛回地球的,。返回的過程分幾步,。1，登月艙上升段起飛進入月球低軌道,，與在月球低軌道待命的指令服務(wù)返回艙匯合,。2，服務(wù)艙主發(fā)動機點火,，指令服務(wù)返回艙變軌至地月轉(zhuǎn)移軌道,。3,，靠近地球后釋放返回艙再入大氣層。登月艙發(fā)動機只需要將十幾噸的登月艙加速進入月球20公里的低軌道,，這個過程由于月球1/6g的重力以及真空環(huán)境只需要數(shù)噸燃料就夠了,。相比之下土星5號發(fā)射時有3000噸。另外飛船上的火箭發(fā)動機并非一直工作,，僅在發(fā)射時和變軌時工作時間只有幾十秒,，因為真空環(huán)境即使沒有持續(xù)推力也不會很快降低速度。這里有一個特例阿波羅13號,，由于在地月轉(zhuǎn)移軌道服務(wù)艙主發(fā)動機液氧箱爆炸,，最終是靠登月艙發(fā)動機點火完成返回地球的變軌機動的。

第一速度是環(huán)繞速度,，第二速度才是逃逸速度,。逃逸速度說的是以星球中心為最高重力勢能點，無窮遠處為零勢能點,。因此,，逃逸速度的計算公式是物體以動能克服勢能離開星球的最小速度，即0.5MV2＝MGR 達不到這個速度就會永遠成為星球的衛(wèi)星,。繞著他作不損失能量的,，動能轉(zhuǎn)化為勢能，勢能轉(zhuǎn)化為動能的環(huán)繞運動,。理論上月球沒有空氣,，所需的發(fā)動機推力不需要很大，因為推力小也可以達到逃逸速度,。只要發(fā)動機做工動能和勢能都會增加,。所做的功無非是克服引力做工成為勢能，消耗發(fā)動機功率增加動能,。月球逃逸速度為地球的1/5,，2.4公里每秒。所要消耗能量為1/2MV2＝0.5M×（2.4×103）2＝2.88×1000000M焦耳（M為質(zhì)量,，單位千克）一度電的能量為3600×1000焦耳,。看到這里,，你還可以關(guān)注我們最長名字的微信公眾號：‘非凡視野之看見看不見知道不知道’,，了解探討更多你不知道的奧秘,！

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