火箭點火升空,攜帶探月器前往月球,而登月艙在月球執行完任務後,又會(hui) 再次點火升空返回地球,等一等,月球和地球不同,月球是一個(ge) 近乎於(yu) 真空的環境,其大氣壓力約為(wei) 10的-10次方帕斯卡,在這樣的環境下探月器如何點火,又如何升空呢?
所謂的點火,實際上就是讓可燃物燃燒起來,而在地球上點火是一件理所當然的事情,因為(wei) 地球大氣中氧氣的含量約為(wei) 21%,所以一般情況下,我們(men) 在點火之前是不會(hui) 考慮氧氣問題的,這也使我們(men) 忘記了氧氣在燃燒過程中的重要地位。事實上我們(men) 可以簡單將燃燒理解為(wei) 可燃物與(yu) 氧化劑之間的化學反應,在燃燒的過程中,可燃物與(yu) 氧化劑是缺一不可的。在地球上,氧氣就是天然的氧化劑,所以在點火之前,我們(men) 通常隻需要準備好可燃物,然後為(wei) 其提供一定的熱量,它就可以熊熊燃燒起來。

不過即使在地球上,隻依靠空氣中的氧氣來充當氧化劑,也並不能夠滿足所有情況下的需求。
因為(wei) 地球空氣中的氧氣含量僅(jin) 為(wei) 21%,所以這就限製了燃燒所能夠達到的溫度。如果我們(men) 想要獲得高溫燃燒,比如300攝氏度以上的燃燒,那麽(me) 就必須要額外添加氧化劑了。
舉(ju) 個(ge) 例子,比如我們(men) 在空氣中設法點燃乙炔,那麽(me) 會(hui) 由於(yu) 燃燒不充分,而達不到過高的溫度,但如果我們(men) 將氧氣和乙炔混在一起,那麽(me) 則能夠產(chan) 生300度以上的高溫,乙炔焊接就是這一原理。由於(yu) 乙炔焊接不需要空氣中的氧氣,所以即使是在真空環境之下,也是可以使用的。既然可以在真空環境下進行焊接,那麽(me) 在真空環境下自然也就可以為(wei) 探月器點火。

無論是從(cong) 地球升空的火箭,還是從(cong) 月球升空的登月艙,都是要攜帶氧化劑的。
說到火箭的氧化劑,早期火箭所使用的氧化劑是液氧以及過氧化氫,所以這種火箭又被稱之為(wei) 液體(ti) 火箭,現在基本上已經不用了。現在的火箭之中攜帶的是固體(ti) 的藥柱,火箭藥柱實際上就是一種固體(ti) 燃料,這種固體(ti) 燃料攜帶方便,而且可以根據火箭的需求設計成不同的幾何形狀,常見的藥柱形狀有柱形和球形。
有了火箭藥柱,就不需要再借助於(yu) 空氣中的氧氣了,隻需要配備一個(ge) 點火裝置,就可以順利完成點火的過程,因此即使是在近乎於(yu) 真空的月球之上,登月艙的上升段也能夠輕鬆完成點火。既然點火不是問題,那麽(me) 就剩下升空了,月球上沒有大氣,那麽(me) 登月艙的上升段是如何產(chan) 生推力的呢?

火箭發動機和噴氣式飛機所使用的噴氣發動機其實是非常類似的。在地球上我們(men) 看到噴氣式飛機呼嘯而過,會(hui) 產(chan) 生一個(ge) 誤會(hui) ,那就是飛機是靠向後推動氣體(ti) 來使自身向前飛行的,實則不然。
無論是火箭也好、飛機也罷,它們(men) 之所以能夠前進,依靠的是反作用力。隻要我們(men) 向一個(ge) 方向施加了一個(ge) 作用力,那麽(me) 就一定會(hui) 產(chan) 生一個(ge) 與(yu) 作用力方向相反、大小相等的反作用力。這是牛頓第三定律所告訴我們(men) 的。噴氣式飛機向後噴射物質,會(hui) 產(chan) 生一個(ge) 向後的作用力,與(yu) 此同時會(hui) 產(chan) 生一個(ge) 向前的反作用力推動飛機前行,唯一與(yu) 火箭不同的是,由於(yu) 大氣的存在,飛機向後噴射的物質會(hui) 推動氣體(ti) ,而被推動的氣體(ti) 也會(hui) 產(chan) 生一個(ge) 推動飛機前行的反作用力。月球上雖然沒有大氣,登月艙點火之後向下噴射的物質不會(hui) 作用於(yu) 空氣,但這並不影響其所噴射物質所產(chan) 生的反作用力的出現。

登月艙點火之後,可燃物與(yu) 氧化劑產(chan) 生化學反應,物質向後噴射而出,產(chan) 生了一個(ge) 向下的作用力,與(yu) 此同時一個(ge) 力量相等的反作用力產(chan) 生了,推動登月艙完成升空。
雖然月球上沒有空氣,但升空反而更加容易,因為(wei) 沒有了空氣,也就沒有了阻力,且月球的引力要比地球小得多,隻有地球引力的六分之一左右,所以登月艙根本不需要火箭發射塔,隻需要將登月艙的下降段作為(wei) 發射架,上升段就可以順利點火升空了。升空以後的登月艙會(hui) 非常輕鬆地進入環月軌道,並與(yu) 等候在那裏的服務艙以及指令艙實現對接,之後服務艙點火,同樣是在近乎於(yu) 真空的宇宙中利用所產(chan) 生的反作用力回到地球軌道。
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