月球没有大气，探月器如何点火，又如何升空？

来源：互联网 2024-11-12 23:30:38 版权归原作者所有，如有侵权，请联系我们

火箭点火升空，携带探月器前往月球，而登月舱在月球执行完任务后，又会再次点火升空返回地球，等一等，月球和地球不同，月球是一个近乎于真空的环境，其大气压力约为10的-10次方帕斯卡，在这样的环境下探月器如何点火，又如何升空呢？

所谓的点火，实际上就是让可燃物燃烧起来，而在地球上点火是一件理所当然的事情，因为地球大气中氧气的含量约为21%，所以一般情况下，我们在点火之前是不会考虑氧气问题的，这也使我们忘记了氧气在燃烧过程中的重要地位。事实上我们可以简单将燃烧理解为可燃物与氧化剂之间的化学反应，在燃烧的过程中，可燃物与氧化剂是缺一不可的。在地球上，氧气就是天然的氧化剂，所以在点火之前，我们通常只需要准备好可燃物，然后为其提供一定的热量，它就可以熊熊燃烧起来。

不过即使在地球上，只依靠空气中的氧气来充当氧化剂，也并不能够满足所有情况下的需求。

因为地球空气中的氧气含量仅为21%，所以这就限制了燃烧所能够达到的温度。如果我们想要获得高温燃烧，比如300摄氏度以上的燃烧，那么就必须要额外添加氧化剂了。

举个例子，比如我们在空气中设法点燃乙炔，那么会由于燃烧不充分，而达不到过高的温度，但如果我们将氧气和乙炔混在一起，那么则能够产生300度以上的高温，乙炔焊接就是这一原理。由于乙炔焊接不需要空气中的氧气，所以即使是在真空环境之下，也是可以使用的。既然可以在真空环境下进行焊接，那么在真空环境下自然也就可以为探月器点火。

无论是从地球升空的火箭，还是从月球升空的登月舱，都是要携带氧化剂的。

说到火箭的氧化剂，早期火箭所使用的氧化剂是液氧以及过氧化氢，所以这种火箭又被称之为液体火箭，现在基本上已经不用了。现在的火箭之中携带的是固体的药柱，火箭药柱实际上就是一种固体燃料，这种固体燃料携带方便，而且可以根据火箭的需求设计成不同的几何形状，常见的药柱形状有柱形和球形。

有了火箭药柱，就不需要再借助于空气中的氧气了，只需要配备一个点火装置，就可以顺利完成点火的过程，因此即使是在近乎于真空的月球之上，登月舱的上升段也能够轻松完成点火。既然点火不是问题，那么就剩下升空了，月球上没有大气，那么登月舱的上升段是如何产生推力的呢？

火箭发动机和喷气式飞机所使用的喷气发动机其实是非常类似的。在地球上我们看到喷气式飞机呼啸而过，会产生一个误会，那就是飞机是靠向后推动气体来使自身向前飞行的，实则不然。

无论是火箭也好、飞机也罢，它们之所以能够前进，依靠的是反作用力。只要我们向一个方向施加了一个作用力，那么就一定会产生一个与作用力方向相反、大小相等的反作用力。这是牛顿第三定律所告诉我们的。喷气式飞机向后喷射物质，会产生一个向后的作用力，与此同时会产生一个向前的反作用力推动飞机前行，唯一与火箭不同的是，由于大气的存在，飞机向后喷射的物质会推动气体，而被推动的气体也会产生一个推动飞机前行的反作用力。月球上虽然没有大气，登月舱点火之后向下喷射的物质不会作用于空气，但这并不影响其所喷射物质所产生的反作用力的出现。

登月舱点火之后，可燃物与氧化剂产生化学反应，物质向后喷射而出，产生了一个向下的作用力，与此同时一个力量相等的反作用力产生了，推动登月舱完成升空。

虽然月球上没有空气，但升空反而更加容易，因为没有了空气，也就没有了阻力，且月球的引力要比地球小得多，只有地球引力的六分之一左右，所以登月舱根本不需要火箭发射塔，只需要将登月舱的下降段作为发射架，上升段就可以顺利点火升空了。升空以后的登月舱会非常轻松地进入环月轨道，并与等候在那里的服务舱以及指令舱实现对接，之后服务舱点火，同样是在近乎于真空的宇宙中利用所产生的反作用力回到地球轨道。

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