第377章 休斯敦,我們……
飛向月球要多久?
光只需要1.2秒,阿波羅11號飛船用了80個小時,後續的幾次任務中又將載人飛行器的最快紀錄提高到了69小時。
其中雖然包含了從地面發射進入低地軌道的時間,但這也就是十分鐘的事,可以忽略。
地月之間的直線距離是38萬公里,理論上按照11.2千米每秒的速度,十多個小時就能到達,然而實際上並非如此。
太空飛行不是地面賽車,月球在圍繞着地球自轉,所以飛船的軌跡也是一條圓弧而非直線,轉移軌道的速度也是在時刻變化着。
按照傳統宇航學,只要速度高於第一宇宙速度,航天器就能離開近地軌道飛往月球,而最高速度則是貼着第二宇宙速度的上限,11.2千米每秒以下。
之所以是這個數字,是因爲地月系統依然在第二宇宙速度――即地球引力的覆蓋範圍以內。
月球本身就是被地球的引力捕獲才能圍繞地球運轉,只要航天器的速度不高於第二宇宙速度就不能脫離地球引力範圍,抵達月球的時候動量已經被消耗不少,稍稍減速變軌就會被月球引力捕獲。
如果超出了第二宇宙速度也就意味着無法依靠月球的引力捕獲,必須額外消耗很多燃料把速度降下來。
所以對於傳統飛船和衛星來說,把速度控制在10至11千米每秒的速度比較合適,這樣在從地球飛往月球的途中就會被引力逐漸降低最大10kms的動量,再減速一小會就能進入繞月軌道了,
風暴號在近地軌道運行的速度就達到了7.9千米每秒,如果也採用這樣的變軌方式前往月球只需要三個半小時就能完成所需的速度增量加速,然後慢悠悠地晃過去等待被月球引力捕獲,時間也是三天多,只用消耗1噸多的燃料,對比其百噸以上的質量來說根本微不足道。
不過本次測試當然不是爲了省燃料去的,這種節約燃料的飛行路線對風暴號來說太浪費了,現在她追求的是速度。
風暴號前往月球共有四個階段:
第一階段,圍繞着地球轉圈加速,從7.9千米每秒增加到11.2千米每秒,進入轉移軌道,耗時208分鐘;
第二階段,此時風暴號已經在地月轉移軌道上朝着目的地前進,風暴號每秒鐘都將受到地球引力導致的平均約3.47釐米每秒的減速度,她會在這種情況下持續加速約90分鐘,將速度增加到12.8km/s左右;
第三階段,總共用約25分鐘的時間關閉發動機,在滑行的同時利用RCS系統掉頭,準備減速;
第四階段,此時它將再次啓動發動機,一直減速到月軌1.68km/s的環繞速度,這個過程約757分鐘,也就是12.6個小時左右。
整個加速階段經過的航程是7.2萬公里左右,滑行和掉頭階段1.8萬公里,減速階段最長,有約31萬公里,總里程近40萬公里,用18小的時間抵達月球。
雖然看起來飛行過程中速度僅僅略超第二宇宙速度,但風暴號幾乎全程都在啓動發動機,消耗約5噸燃料,以發動機技術的極限最大壓縮了飛行時間,有75%的航程都在減速。
相反,出發時速度高達10.8km/s的阿波羅飛船抵達32.4萬公里的拉格朗日L1點時速度已經降到了800m/s,所以才需要幾十個小時的時間。
。