第1个回答 2022-05-29
影响因素主要有两点:燃料和精度。
众所周知,第二宇宙速度是脱离地球引力的最小速度。有人就会想,如果我一直保持着每小时1米的速度向上飞,难道我还不能脱离地球吗?答案是可以的,他又会问:这和第二宇宙速度不矛盾吗?事实上,这是不矛盾的,因为你要一直保持着慢速脱离地球,你必须有一个推力一直推着你前进,而这样你就必须得消耗大量的燃料,目前的技术还达不到这一点。而如果你选择达到第二宇宙速度的话,那么火箭发动机只要工作一会,剩余的路程只是动能和势能之间的转换,这样我们所消耗的燃料就会最少。
同样,如果不考虑地球的自转和月球的公转,我们直接朝着月亮的方向发射火箭,那么所消耗的能量也是巨大的,目前最强大的火箭也装不下这么多燃料。环绕变轨的方式相当于让所消耗的能量最小化,我们的火箭才能负担得起这些燃料。
还有一个问题就是精度问题,目前我们人类的技术水平无法让火箭准确的朝月球前进,因为这个过程的影响因素有很多:地球的自转速度必须考虑;月球绕地球的自转速度也必须考虑,并且它的公转速度不是恒定的,而是处于变化之中;月球轨道平面和地球不重合,且它们之间的距离在36万到41万公里之内变化;还有要考虑太阳干扰和空间天气等问题。
就算是利用我们最熟悉的环绕变轨的方式,我们还是不能做到百分之百的准确。在嫦娥五号飞行的过程中,总是会启动小发动机进行轨道修正。这就像你开车在路上,我们没法保证车子严格地按照车道走,总是会偶尔打一点小方向来修正。这些修正非常重要,因为它影响了嫦娥五号落地的精度。
首先,你的想法确实是可以实现的,从地球赤道出发,两点一线,所耗费的时间和距离最少。
但是,你知道这样比环绕着陆耗费的燃料要多得多了。
先给你看嫦娥一号奔月的轨道示意图,嫦娥一号是在绕地3圈多之后才终于离开地球的怀抱,飞往月球。而在“登陆”(实际上是坠月)月球的过程,同样经历了3圈多的在轨运行。
嫦娥一号轨道示意图
阿波罗登月飞行轨迹
专业的术语和数据就不引用了,用人话来说,这样运用地球的引力加速,比人工的燃料加速要省力的多得很。
所谓的引力加速,又叫引力弹弓,就是利用行星的重力场来给太空探测船加速,将它甩向下一个目标,也就是把行星当作“引力助推器”。利用引力弹弓使我们能探测冥王星以内的所有行星,且能为人类节省大量的燃料。
还有一个原因,人类的探测器在飞出地球,在轨运行,进入月球轨道,月球着陆过程中,都需要相对漫长的时间,对飞行器上的所有器材进行细致的检查,毕竟稍有一点差池,一次探月任务就OVER了。
其三,月球虽然离我们很近,但是,我们对月球的了解还是有限的,所以,好近九牛二虎之力,发射一个航天器,就为了登陆月球,那未免有点奢侈了,很多飞行器在登陆之前,还会肩负很多在轨检测的任务,所以,这也是不选择直接降落的原因之一。
还有一点,在登月之前,目的地着陆点都是事先设定的,如果像你说的,直接着陆的话,那肯定做不到那么精确,在轨运行的好处就是可以不断的飞行器进行细微的矫正,从而让登月更加的顺利。
如上,希望你能满意!
当我们走到一面陡峭的悬崖峭壁面前,是不是就断了进路呢?通常都不会,我们都会找能够行走的小路迂回曲折的攀爬,最终到达顶端。虽然有点意思,但是还不够准确,我们来看看地球和月球之间的环绕变轨图。
首先,我们的航天器环绕地球是利用地球引力加速,时间越久离地球越远的时候,我们的航天器运行速度也会越快。 通常绕飞地球三圈之后被甩出地球轨道,进入月球轨道也还要一个调整过程。 当进入月球轨道后,我们的航天器又会利用月球引力减速,反之时间越久离月球越近的时候,我们的航天器的运行速度将会越慢。 这样才为我们的安全着陆提供了保障。
如果我们对着月球直接发射航天器,且不说别的因素。 我们知道地球和月球都是运动着的,今天向着月球发出去的飞行器,将来可能连月球的面都汇不到,因为月球很可能已经公转到了地球的另一面。 航天器都将会以迷路为结局,告终在宇宙中成为太空垃圾。
为了航天器能够顺利飞达月球,环绕变轨是目前唯一可行的方法,也会是将来人类进军太空的唯一出路。 具体成功路径,还有待于我们一代又一代的科学家们去 探索 和发现。