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1 # 科學船塢
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2 # 來看世界呀
月球晝夜溫差300℃,但是月球的一個晝夜是地球上的29.5天,美國在月球待最長時間的阿波羅17號,也只待了70來個小時,也就相當於月球一個黃昏或者清晨,溫度不高不低。
阿波羅登月時,宇航服技術已經比較成熟了,從1961年加加林進入太空,到美國首次登月的1969年,將近十年時間,人類對太空已經相當瞭解了,自然知道宇航服需要抗高溫和具備一些必須的功能。宇航服抗高溫是很強的,150℃以上的高溫也不會融化材料,但是不一定可以保證宇航服內部的溫度。而月球由於地面和太空的熱輻射,白天溫度可以達到130℃以上,說的是最高溫度,而不是全部14天都維持這麼高的溫度。
美國登月時充分考慮了登月時間點,從歷次登月旗幟、宇航員、登月艙的影子來看,太Sunny的入射角度是比較小的,相比之下,中國嫦娥四號玉兔二號巡視車在第一次月晝休眠前發回的影象顯示,玉兔二號的影子很短,就在車下。也就是說美國登月是避開了正午的時候,選擇在溫度不是太高的時候登月,實際上根據一些資料,美國登月時的溫度確實不高,宇航服是足夠承擔的。為了保證宇航員的體力,登月宇航員也不是一直都在活動,而是7、8小時為一個間隔,到點就回到登月艙休息。
航天活動是有比較高的風險的,尤其時載人航天,在實施之前都必然需要做大量的調查,美國也不例外,阿波羅登月前發射了幾枚無人登陸探測器和在軌探測器,充分了解了月球的環境後才實施的。
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3 # 星辰大海路上的種花家
月球溫差300度,探測器都受不住,為何美國宇航員沒事?
儘管嫦娥四號登陸月球背面熱度已經有些過了,但在各位關注嫦娥四號登陸新聞的時候,不知不覺就被科普了不少知識,比如月球被潮汐鎖定、月球表面的溫度等,這就是科技進步後對國民的一個有益的副產品,當然更多的知識意味這更多的問題,比如月球溫度最高127℃,最低-183℃,那麼圍觀群眾的問題就產生了,如此溫差,當年阿波羅11號登月飛船上的宇航員是如何適應如此惡劣條件的?我們來看看阿波羅登月計劃中為月面惡劣條件準備那些措施!
一、時機選擇
儘管月球的條件如此惡劣,但這卻並不是月球每一處的常態,因為月面無大氣層的遮擋與保溫作用,因此太陽昇起,月面溫度逐漸上升!太陽下山Sunny傾斜,那麼溫度逐漸下降,進入月夜熱量透過月球表面向太空輻射,那麼溫度急劇下降,待到太陽出來的前一刻,溫度下降到極點!因此在登陸時機的選擇就很重要了!
1.溫度不能太高
2.時間要足夠充裕
透過這兩個條件篩選,我們瞭解月球是半個月白天,半個月晚上,那麼似乎應該選擇在早上8-10點左右的樣子,對月面來說大概農曆初六至初十之間!當然也會根據月面經度的改變而調整具體登月時間!我們來查查阿波羅11號登月是什麼時候實施的就明白了!
透過上圖我們瞭解到阿波羅11號登陸點於月球北緯0.71度,東經23.63度靜海邊緣,位於月面正中偏右一些,那麼理論上來看這個位置的正午大約農曆初十-十二之間!阿波羅11的登月時間是什麼時候呢?1969年7月20日,對應的農曆如下:
確定是農曆初七,對應的時間大約是早上十點左右太陽的位置,並沒有到正午時分,避開了月面Sunny最強烈的時刻!
二、裝備選擇
當然時機已經選好了,那麼總不能光禿禿的就前往月球吧,畢竟月面惡劣環境並不止溫度一個,另外還沒有大氣,很強紫外輻射以及宇宙射線等,因此阿波羅登月為宇航員準備了超強月面行動能夠套裝!
我們從這副照片中就能看到,這身行當不輕,因為這件月面宇航服就是一艘小型“飛船”,內部的各種生命保障體系面面俱到,為宇航員在月面活動創造了幾乎和地面活動一樣的內部小環境,溫控,壓力,空氣迴圈等等,還有一個特別明顯的特徵不知各位有沒有發現,就是宇航員的頭盔反光猶如一面鏡子,這是因為避免月面反射強光影響視線,這層面罩玻璃是減光防紫外以及防射線的!
這是月面宇航服的各個組成以及詳細功能,有興趣朋友可以仔細研究一番!
阿波羅11號登月任務月面宇航服原型,除了沒有頭盔和手套以外,各位可以仔細對比月面照片看看,兩者是否能一一對應起來!
其實有了這些裝備之後,月面環境適應性還是比較強的,並不一定需要選擇在月面早上8-10點的時間範圍,也可以適當的延後一些,因為月面宇航服的溫度工作範圍是比較寬的,並且月面溫度也並不是每一個點的正午都是這麼極端,因此會根據任務的需求靈活調整登月時間,並不如安排的那麼死板!
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4 # 科學黑洞
美國宇航員在溫差300攝氏度的月球上安然無恙:一是有宇航服保護、二是躲避了月夜和正午高溫的時段。
阿波羅載人登月工程準備充分美國在1969年~1972年共進行了7次載人登月阿波羅11號~阿波羅17號,其中阿波羅13號失敗,一共成功六次把12名宇航員送上月球表面,這也是人類最遠的足跡。
圖:阿姆斯特朗的一小步人類的一大步
雖然七次載人登月看起來很密集很匆忙,但是這是在已經做了充足準備的前提下,這意味著月球上的大體環境是已知的,月球溫差也是已知的,幾次載人登月的著陸點也是提前確定好的。
正式載人登月之前做了很多準備:
徘徊者號探測器計劃(1961—1965年):這個計劃共發射9個探測器,拍攝了數萬張月球表面照片;
勘測者號探測器計劃(1966—1968年):這個計劃共發射5個無人探測器在月面軟著陸,探測了月球土壤及表面情況,發回來了8.6萬張月面照片;月球軌道環行器計劃(1966—1967年):這個計劃共發射3個探測器,在40多個預選的著陸區篩選出大約10個預計的著陸點;雙子星座號飛船計劃(1965—1966年):載人環月計劃,提前練習飛船的一系列操作。月面溫差300攝氏度月球作為地球唯一的天然衛星,人類自古以來對它就充滿著興趣,這顆衛星距離我們大約38萬公里,表面上佈滿著大量的撞擊坑沒有大氣層。這也意味著月晝太陽直射的時候最高溫度可達120攝氏度,月夜沒有Sunny溫度下降至零下180攝氏度,溫差將近300攝氏度。但是由於月球被地球潮汐鎖定,導航其自轉週期和公轉週期嚴格相等,大約是28天,這樣溫差300攝氏度是在28天這樣一個長的時間段,那麼月球上不是月夜和正午的時候溫度還是可以接受的。
六次載人登月持續時間阿波羅11號一共在月面待了大約21個小時,而兩位宇航員在月面僅僅活動了大約兩個小時,看照片影子很長不是正午太陽直射,溫度相對不會太高;
阿波羅12號在月面持續31個小時,兩位宇航員月面行走大約是7個小時;
阿波羅14號在月面持續33個小時,兩位宇航員月面行走大約是9個小時;
阿波羅15號在月面持續66個小時,兩位宇航員月面行走大約是18個小時;
阿波羅16號在月面持續71個小時,兩位宇航員月面行走大約是20個小時;
阿波羅17號在月面持續74個小時,兩位宇航員月面行走大約是22個小時;
後三次載人登月有月球車可以代步,在月面行走的範圍就遠一點時間也長一點,多數的時候宇航員會在登陸艙內休息。從上邊可以看出來載人登月月面行走最長的時間是22個小時,並且是間斷行走距離中間有回倉休息。自然會躲避正午高溫時刻,選擇溫度適宜的時候出艙進行科學活動。
航天服就像是一個小型的航天器功能齊全主要是為了保護宇航員在太空中高低溫、真空、輻射、微流星的環境下完成科學任務,美國阿波羅載人登月時候的航天服是第三代-A7L宇航服。這種宇航服極其耐高溫最外層是聚四氟乙烯(PTFE),這種材料不僅耐高溫並且耐低溫,零上150攝氏度短時間內可以承受。
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5 # 力學Nerd王小胖
氣溫變化導致材料力學效能的變化,這就是探測器經受不住的原因,而人體有保護措施。但是,月球溫差並不是瞬態的熱衝擊,並且設計之初就已經考慮的這種極端情況,不存在承受不住的可能。下面我來詳細探討下。
1、月球的氣溫與我們地球不一樣,月球上幾乎沒有大氣。當太陽直射的時候,太Sunny直接加熱月球,一部分熱能儲存在月球內部。而當太陽消失時,由於缺少大氣,溫度很快流失。所以,月球缺少大氣層保護,就是月球溫差巨大的主要原因。
2、探測器力學效能的溫度差異性通常探測器都是金屬材料,還有一些必不可少的塑膠。
塑膠的效能非常容易受溫度的影響,高溫可以融化,低溫可以脆化。現在有耐高溫的塑膠,甚至可以耐260,380攝氏度。但是,現在的耐低溫塑膠可以承受零下50攝氏度的低溫,這離零下83攝氏度還有一段距離。並且,這些耐高溫耐低溫材料,並不能同時耐高溫和耐低溫。
相對而言,金屬材料的效能受溫度的影響小一點。大體趨勢是:溫度越低,金屬材料越表現出脆性,偏“硬”。如下圖,溫度下降,彈性模量變大,材料偏“硬”,但是也更易碎。
下圖是斷裂能與溫度的變化,溫度越低,斷裂能越小,既更加易碎。
3、人體的溫度人體主要是肉和骨頭。光就這材料而言,高溫肉變熟肉,低溫肉變凍肉。所以,人直接在月球上,肯定活不了了。
人不是不加防護就出現在月球上的,人要麼穿著宇航服,要麼呆在飛行器裡。這些宇航服、飛行器都保護著人體,提供合適的溫度、氣壓。所以,人不會死。
4、原因飛行器與人一起,同處於月球環境。對於人,由於有飛行器的保護,肯定沒有問題。對於飛行器,外側裸露在極端環境中,內測則是常溫。
此時,飛行器受到內外的溫差作用。正如上面分析,溫差不僅僅造成飛行器結構受到熱脹冷縮的影響,同時材料本身的力學效能也發生了變化。
所以,航空材料在選擇的時候,就已經考慮了溫度的效應,選取對溫度敏感性不強的材料,然後再結合結構設計,使之結構能否滿足強度、剛度等等的條件。對於那些塑膠,都儘量佈置於內部,不要裸露於月球極端環境。
另外,溫差300°,並不是瞬間轉換。從最高溫到最低溫,都有一定的時間,這就讓飛行器結構有了自適應的機會。這樣的高低溫變換,透過結構設計完全可以滿足要求。所以,我們的飛行器經歷個一兩個,甚至十幾個月球晝夜,問題並不是很大。
當然,如果是那種突然出現的熱衝擊,而設計之初又沒有考慮進去,那麼飛行器結構肯定承受不了了。
總結飛行器結構設計之初就已經考慮了月球的極端情況,所以還是可以堅持幾個月球晝夜的。並不是像題目所說,承受不了300的溫差。人體更不用說了,有保護措施。
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6 # 艾伯史密斯
答:那是因為美國宇航員登月時,選在登月地點的晝夜交替時間段,這時候月面溫度不高也不低。
月球繞著地球轉,而且月球的自轉週期和公轉週期相同,所以在月球上也是有晝夜的,根據美國宇航局的資料,阿波羅登月地點都是選在月球正面,一共進行了七次載人登月,其中六次成功,一次失敗(阿波羅13號)。
在月球上,一個晝夜週期為29.5天,加上月球上沒有空氣,使得月球晝夜溫差特別大,白天溫度高達120℃,夜間降至-170℃。
為了避開月球表面的高溫和低溫段,阿波羅登月的時間是精心選取的,六次成功的載人登月時間,均在農曆初六~初十之間,最晚離開月球表面的是阿波羅12號,離開時間為農曆十二。
我們知道,農曆是根據月相變化制定的,對於月球正面,每個月的農曆初一前後,是太陽直射月球背面,農曆十五前後,是太陽直射月球正面。
所以六次阿波羅登月的時間,均是在太陽斜射月球正面的時候,此時月球正面溫度正在緩慢升高,平均溫度在0攝氏度左右,而且宇航員在月球上停留的時間不長,最長的是阿波羅17號,停留了75小時(農曆除六~初十)。
所以在阿波羅登月時,飛船和宇航員並沒有經歷太大的溫差,也沒有經歷極端高溫和超低溫,月球表面沒有空氣,熱量只能透過熱輻射來傳遞,而熱輻射的傳熱效率是非常低的。
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7 # 路燈下仰望星空
針對這個問題,我分析了一下幾個方面 :
一 宇航員在月球上經歷的時間及實際經歷的溫度。
月球晝夜週期是27.3天左右,白天和夜晚的時間都很長,登月的時間設定在月球正面白天向夜晚轉變的時期,此時月球表面溫度處於最高溫127℃和最低溫-183℃之間,相對較舒適的溫度。而宇航員在月球上的時間最短21小時,最長75小時,沒機會體驗晝夜溫差的急劇變化 ,所以只要抗住這個溫度就OK啦。
二 宇航服的結構
宇航員都會穿著一身特別厚重的服裝,由較高技藝的縫紉工結合現代高科技製成,能給宇航員提供恆溫,氧氣和穩定氣壓的生存環境。宇航服共14層,大致分為三部分:貼近身體的液冷服,用於調節宇航員的體溫;中間的加壓服 ,產生壓力持宇航員的身體不向外擴張;最外層的防熱服;這種結構的宇航服對於宇航員在月球這段時期的溫度是毫無問題的。
三 探測儀在月球工作時間及電氣效能說明
探測儀需要長期在月球上工作,會經歷整個月球晝夜,所以需要承受白天溫度127℃,夜間降至-183℃的劇烈溫差,眾所周知電子器件只能在一定的溫度範圍內工作,溫度過高或過低,都會造成電氣引數的改變,使裝置發生故障,而夜晚的月球,溫度達-183 ℃,超出電氣的工作環境,而儲存溫度環境就沒這麼高要求。所以在月球處於晝夜期間,探測儀會進入超低工作模式
結合上述三點,月球溫差300度,探測器受不住,美國宇航員沒事實屬正常。
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8 # 吳伯康271
昨天沒看新聞嗎?美國上空間站的飛船還用假人做實驗呢?別說幾十年前帶人蹬月。那隻不過嚇一嚇當時的蘇聯。屬政治陰謀加偽科枝。別忘唸書時老師說過,如果沒有地磁場,一切形式生命都不會存在。蹬月可是要離開地球的。不是著死嗎?看看離地不遠空間站人,誰敢脫離地球。就是吹牛。
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9 # 多維觀世界
月球基地晝夜溫差大,主要原因是沒有大氣層和海洋來保溫。地球上白天受熱,因為有大氣層保護,到了晚上熱量不會立刻散去。地球上的海洋也有調節溫度作用,太熱可以吸收熱量,太冷再釋放熱量。月球上都是岩石,吸收熱量很少,晚上熱量很快就散去。所以月球上晝夜冷熱相差很大,白天最高達到150多度,晚上最低達到零下150.多度,差距就是三百多度。
美國的幾次登月都是選在月球的清晨或傍晚,呆兩三天就回去了,避開了正午和深夜的時間。所以不怕超高溫和超低溫。
月球車是無人駕駛,一舉一動都是靠地球人員的指令。月球車建造發射都不易,所以一切都要慎重。一旦損壞,就無法維修。所以儘量避開正午的高溫時段和深夜的低溫階段。
回覆列表
月球溫差是挺大的,從白天的120多攝氏度到夜裡的零下一百八十攝氏度,溫差在300攝氏度左右,看起來挺滲人的。
但是你得知道月球的一天相當於地球的一個月啊,在月球上,白天14天,晚上14天呢,曾經阿波羅登月在月球上的時間撐死也就三天的時間,全是在白天活動的,所以宇航服只需扛得住高溫就可以了。
別以為宇航服就這點能耐,不僅扛得住高溫,即便是近地軌道太空環境背光面零下150攝氏度,宇航員進行外太空作業時也不是工作的好好的嗎。
宇航服歷經幾代更新,麻雀雖小,但五臟俱全,艙內宇航服較輕,艙外宇航服較重可達100多公斤,每套艙外宇航服的造價都在千萬級及以上。
艙外宇航服抗高溫、抗低溫、抗輻射,有真空隔熱層、最外層的防護層、稍裡面一些的液冷服(散熱用)、以及最裡層的內衣舒適層,所以宇航員在太空中著裝宇航服並不會感覺到不舒服。
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