“阿波罗”计划的宇宙飞船返回地球着陆的时候有多重？

“阿波罗”计划的宇宙飞船是怎样的？~

“阿波罗”计划的宇宙飞船是继“水星”、“双子”两飞船以后美国研制的第三代宇宙飞船。它由指令舱、服务舱和登月舱三部分组成，在发射的时候还在指令舱上安装紧急脱险用的火箭。
指令舱是三名宇航员在飞行期间居住的地方，备有宇宙飞船全部的操纵、制导等指令装置。登月旅行结束以后，在飞船的各部分中，返回地球的，只有指令舱。
指令舱是圆锥形的，高3.23米，底面直径是3.1米，大.约有一辆旅行汽车大小。发射的重量，包括三名宇航员的体重，大约是5.9吨。在飞行当中要消费掉姿势控制用的火箭的燃料，返回地球的时候要丢掉辅助降落伞，所以着陆的时候，指令舱的重量就只有5.3吨了。
指令舱被分隔成前部机械室、乘员室和后部机械室三部分。圆锥形的尖端部分是前部机械室，在那里装有返回地球时候使用的降落伞。
乘员室是三名宇航员居住的地方，兼作食堂、作业室、寝室、厕所和操纵室用。乘员室有三介座席，它制作得象沙发长椅那样舒适。宇宙飞船进入轨道以后，中央座席可以放下，这样两名宇航员就可以同时立在仪器盘前。右边和左边的座席下有寝台，寝台上备有睡袋，可供两名宇航员睡眠。
乘员室的体积是10立方米，里面装有各类仪器和工具，宇航员可以自由利用的空间是6立方米，平均每人可用的空间是2立方米左右。
后部机械室在圆锥形船体的底部，室里装有姿势控制用的火箭燃料和氧化剂，以及为了把它们送出去而设的加压用的氦气箱、冰槽等。
在指令舱里有两扇观察窗，两扇会接窗，一扇舱口窗。观察窗是两扇边窗，设在靠椅的旁边，供宇航员摄影和观察用。会接窗在左右靠椅的末端，指令舱驾驶员可以从这两扇窗子往外望，来操纵、控制设备把指令舱和登月舱会合并衔接起来。
指令舱外壳有内外两层，象热水瓶那样，外层是由几层铜合金和不锈钢板做成，内层是由几层钛合金板和铝合金板做成的舱壁，内外层之间有蜂窝状的隔热层。内层是密封的，使乘员室里的氧气不会漏出来。指令舱外壳上有厚厚的一层合成树脂的耐热材料。耐热材料的厚度，在底面部分大约是7厘米，而在侧壁和舱头部分是2厘米，它的重量大约1.4吨。服务舱附在指令舱的下端，呈圆筒形，直径3.9米，高7.37米。在舱的下端装有在真空中可以产生91.14千牛推力的火箭发动机。在飞行途中修正飞船轨道，在到达月球附近的时候逆喷射、减速，进入环绕月球轨道，或在脱离环绕月球轨道、返回地球的时候，都要使用这个火箭。
在服务舱的外壁，带有4个十字型的姿势控制火箭。
舱里装有供这些火箭使用的燃料和氧化剂、燃料电池和宇航员呼吸用的氧气等。在没有装入这些东西以前，舱重5.2吨，装人以后舱重25吨。
服务舱和指令舱的各种装置是按可以飞行14天的要求设计的，食粮和氧气也按照可以供14天使用的份量装入。
登月舱在火箭发射的时候是放在服务舱下面、第三节火箭顶部的金属罩里的。飞船进入奔月轨道以后，指令舱和服务舱(合起来叫做母船)跟第三级火箭的顶部分离，旋转180°，指令舱的圆锥顶部对准登月舱，并且跟它对接。
指令舱和登月舱之间有直径80厘米的“隧道”，通过这条“隧道”，宇航员可以在指令舱和登月舱之间通行。
登月舱由下降段和上升段两部分组成，总高度6.99米，4支底脚延伸时候的直径是9.45米，如果包括火箭的燃料，重量是14.7吨，除掉以后的重量是4.1吨。
在下降段装有登月舱向月面降落减速使用的逆喷射火箭，并且备有火箭的燃料、氧化剂槽、水和氧气槽，还有调查月面的科学仪器。下降段在上升段飞离月面的时候又起发射架的作用。
在上升段有乘员室，两名宇航员可以利用的空间是4.5立方米，室里设有座席，宇航员是站着操作的。室里充满了1/3个大气压的纯氧气，气温调节在24℃。
从“阿波罗11号”到“阿波罗14号”，登月舱里氧气、水、电池等的份量都是按登月舱离开母船以后可以活动48小时来设计的。扣除下降的时间和上升段飞离月面和母船对接的时间，乘坐登月舱的两名宇航员实际可以在月面逗留的时间最多只有35小时。但是“阿波罗15号”以后，由于设计上的改进，这两部分时间都大幅度增加，结果，“阿波罗15号”的登月舱脱离母船以后单独活动了78小时50分钟，其中66小时55分钟是在月面逗留的。
发射的时候，指令舱上端装有紧急脱险用的火箭，也叫“逃逸塔”或“救生塔”。如果“土星5号”火箭发生故障，救生塔可以按指令启动，把整个飞船拉走，脱离“土星5号”火箭，送到安全的高空。救生塔的长度包括下端的燃料库和保护外壳共约10米，重3.6吨，本体部分的直径是66厘米，保护外壳的下端部分的直径是1.2米。救生塔用的火箭使用固体推进剂。

登月着陆的方法，首先想到直接着陆法，那是把宇宙飞船直接射上月球而直接着陆。这对单程旅行来说也许是个好办法，但宇航员要回到地球上来，这就要有巨大的机械装置使飞船从月球上往回发射。把这类装置送上月球行得通吗？它能在月球上把飞船发射回来吗？这样做的困难太大，科学家们放弃了这个想法。在众多的方案中，最后拟定了“阿波罗”计划。
该计划技术上复杂，但总的设想很简单：3名宇航员在一艘由3个可分离的部分组成的飞船中飞行。三部分是指令舱、服务舱和登月舱。宇航员们将在指令舱中飞行，服务舱用于装载燃料和火箭发动机；登月舱用于在月球上着陆，它包括一套单独的火箭系统，以使登月舱从月球上升空，取代发射机械装置。
着陆过程是这样的：当飞船接近月球时，它进入轨道——停泊轨道。这时，一名宇航员留在飞船中继续绕月飞行，另两人进入登月舱，把它与主体拆开，平稳地降落到月球上。当它准备离开月球时，就点燃一支火箭，于是登月舱靠反冲力升空，并在停泊轨道上指定的会合地点与飞船主体会合衔接，登月舱内的两人爬回指令舱，与那位孤独的伙伴相会。
为便于返回地球，减轻飞船重量，在太空中丢掉登月舱。在接近地球大气层时，点燃一支反推火箭，降低飞船速度，再丢掉服务舱，只乘坐指令舱回到地球上来。
这就是美国国家航天局拟定的“阿波罗”计划，美国总统于1961年5月25日正式批准，决定在1970年前把人送上月球并安全返回。
这是项十分困难的工作，因科学家无法直接在空间做实验。据计算，它要像火车头那么大，设计时必须思考：“它在空间将表现得怎么样？”这样一个严峻的问题。
科学家们将一些模型放在模拟器中进行试验，模拟装置叫“气枪”。让一个模型以每小时约3200千米的高速穿过气枪的管子，同时管子的另一端有一股高温的气流冲过模型，以模拟飞船重返地球大气层时所承受的压力等可能发生的危急情况，取得足够数据后开始制造飞船。成千上万个不同的零件，将由几百个不同的工厂制造，由有专长的工程技术人员组装。
据计算，发射“阿波罗”飞船，要造一枚有足球场那么长、推力十分大的火箭，称“土星”五号，同样是十分困难的。它最大直径10米，高约85米，总推力3400多吨，制造它，也要大量的试验。如科学家们设计好一支火箭后，要把它竖直在高大专用的支架上，用机械装置振动支架，产生强大的空气压，以模拟火箭升空时所受的压力。
此外，科学家还要研制千百种科学仪器，装置在飞船、火箭、指挥中心和跟踪站上。有些产品无法找到现成材料，科学家们要开始试验并制造新材料，等等。为此，美国航天局雇用了约420000人，来自两千多个企业和150余所大学，耗资250亿美元。

“阿波罗”计划的宇宙飞船是继“水星”、“双子”两飞船以后美国研制的第三代宇宙飞船。它由指令舱、服务舱和登月舱三部分组成，在发射的时候还在指令舱上安装紧急脱险用的火箭。指令舱是三名宇航员在飞行期间居住的地方，备有宇宙飞船全部的操纵、制导等指令装置。登月旅行结束以后，在飞船的各部分中，返回地球的，只有指令舱。指令舱是圆锥形的，高3.23米，底面直径是3.1米，大.约有一辆旅行汽车大小。发射的重量，包括三名宇航员的体重，大约是5.9吨。在飞行当中要消费掉姿势控制用的火箭的燃料，返回地球的时候要丢掉辅助降落伞，所以着陆的时候，指令舱的重量就只有5.3吨了。

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