美国50年前登月,但是据说月球早晚温差几百度,宇航员怎么耐受月球的高温?

美国当年登月从未在月球度过1个月球日,也就是14个地球日,在月球上停留时间最长的是阿波罗17号,待了72小时,没机会体验月球的“早晚温差”。

月球由于没有大气没有磁场,日光没有经过“过滤”,太阳风和紫外线等更加强烈,白天和黑夜的温差是十分剧烈的,白天可以达到100℃以上,夜晚-170℃左右,一天之内温度也是在不断地变化,就像地球上有早上、中午、傍晚一样,月球上日光直射角度的变化,也会带来近地表温度的变化。所以对人造设备来说,确实有可能受到剧烈温差变化的影响,而美国6次登月任务时间是包括去往月球和回来的飞行时间以及在月球上的工作及休息时间。

登月都会考虑月球环境的复杂变化,设备在地面也回接受严密的测试,登月飞船上也蒙了一层反光隔热的材料,可以保护设备的安全。但阿波罗登月与嫦娥四号相比还有一点不同,美国登月最初就是2名宇航员在月球上活动,放了一些设备,宇航服可以耐高温,他们后来即便有了月球车也不是太阳能动力,而是蓄电池。玉兔二号采用太阳能动力,在日光强烈的时候对电路可能是有威胁的,它还能工,只是保险起见,保留部分分系统的开放继续工作,关闭了月面行走等功能。

太空中的高温和严寒对宇航员的活动影响是有的,但未必见得有多大,在美国登月前,美国和前苏联都已经在地球轨道上开展过舱外行走,宇航服是可以承受太空的环境的。

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月球是距离地球最近的星球,但它的环境和地球天差地别。原因就是它表面没有大气层的保护,这让它表面温度在昼夜之间存在300多度的差异:月球的一个昼夜是地球上的29.5个日夜,在白天连续接受360小时的暴晒后,温度高达127℃;但在进入漫长的黑夜后,温度散得很快,最低-173℃。

这么大的温差几乎所有地球生物都无法存活下去(这不嫦娥四号在月球种的棉花刚发芽就冻死了)。这样惊掉下巴的温度50年前的美国登月宇航员是怎么克服的呢?他们为什么安然无恙呢?

我查了资料发现有以下几点原因:

  1. 不管月球上的高温或低温,都是人体无法承受的,因此NASA常选择在月球上的白天登陆,这样能接受到足够的太阳能。他们还考虑到月球上白天持续的高温,选择了一个温度适合的时间。据资料显示,阿姆斯特朗在1969年首次登月时,月球温度为70-80℃左右。这样风险大大降低了;
  2. 不得不佩服NASA先进的科技。他们在宇航员的头盔上设计了先进的结构,能有效防止不受紫外线的伤害,以及异常温差的损伤;
  3. 得益于宇航服的自动调温功能。宇航服是保障宇航员的生命、活动和工作能力的密闭装备。在真空环境下,人体血液的氮气会转化成气体,导致体积膨胀,加压气密的宇航服会防止人体因月球上压差悬殊发生意外,宇航服并具有防护真空、紫外线辐射、高低温等多功能。现代新型的宇航服升级了液冷降温结构,可供宇航员出舱活动。


这么完善的保护装备可算是万无一失了,宇航员的生命得到了安全保护,有效保障了宇航员顺利的进行登月探测。

如今我国嫦娥四号登陆月球背面,作为机器,在月球上待的时间更久,因此对300多度的温差也是个很大的考验。我国的航天技术在国际上也达到了领先的水平。

月球早晚温差的确高达数百度,但月球的一个白天和一个夜晚的时间和地球相差甚远,而宇航员从不曾呆够一个月球的白天和夜晚。

图示:月球上的温度完全取决于阳光的照射,凡是阳光照射不到的地方总是处于零下一百多度

因为月球的自转速度等于其公转速度,即大约每28天才自转一圈,因此简单来说,月球上的一个白天相当于地球上的14天,月球上的一个夜晚也相当于地球上的14天。在白天最热的时候,月球表面温度可以高达正200摄氏度,在夜晚最冷的时候月球表面温度则会低到负两百摄氏度。但要达到最冷和最热都是需要来升温和降温的,而通过精心设计的登月的时间,可以让宇航员在月球相对没那么热和冷的时候登月,做短暂的停留,然后返回。美国宇航员并没有在月球上完整渡过28个地球日,实际上每次登月,宇航员停留在月球上的时间并不长。

图示:1969年7月20日,“阿波罗11号”宇宙飞船首次带人登上月球,两位宇航员在月面上共计停留21小时18分钟。

除了精心选择登月的时间外,我们还需要知道一件事,热是如何传递的?

图示:热的三种传递方式

在地球上,热可以通过三种方式传导:

1、对流

2、热辐射

3、热传导

地球上的春夏秋冬的变化,是大气的温度波动对人造成影响,但是在月球上没有空气,因此月球的温度并非月球上空气的温度,仅仅是月球表面的温度。在月球上热只能通过两种方式传递,一是热辐射二是热传导。

图示:2008年9月27号,神舟七号指令长翟志刚成为中国宇航员太空行走第一人。

月球上的热辐射有两个来源,一是来自太阳的热辐射,这是主要来源,其次则是高温的月球土壤产生的热辐射。但这些热辐射本质上都是光波,从可见光到红外线。而宇航员所穿的宇航服,其反光率高达90%,因此能有效隔绝来自月球和太阳的热辐射。实际上,隔绝热辐射,是宇航服的基本要求,这不仅是登月要考虑的因素,当宇航员在太空中出舱,进行太空行走时就必须要考虑如何防止宇航员被太阳光烤焦这样的问题。没有合格的宇航服,宇航员甚至在地球的太空轨道上也是无法出舱的。看看上图中中国宇航员的太空服,为什么那么白?就是要尽可能的反光!

图示:耐650摄氏度高温的隔热手套

一旦解决了热辐射问题,剩下的问题则是宇航员的脚与月球表面尘埃接触的地方存在的热传导问题,这个问题并不难,即便在地球上也有许多工作需要和几十度乃至上百度的物体接触,如何解决热传导的问题,是一个古老的问题,相应的技术积累用在宇航服上并不困难。

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美国50年前登月,但是据说月球早晚温差几百度,宇航员怎么耐受月球的高温?

月球的昼夜温差巨大的原因主要还是没有大气层的原因,赤裸裸的月面没有任何遮挡,就这么在阳光的暴晒下,一天二十四小时,连续暴晒将近15天,温度最高达127摄氏度,然后再就是黑夜,持续将近15天的黑夜,最低可达-173摄氏度,没有大气保温层的遮蔽与保温,因此一样一出来气温飙升,太阳一下山则温度直线下降!这导致在月面执行任务的设备既要耐高温,还要耐低温!

但宇航员的装备却仅仅只需要耐高温就可以了,因为NASA从来都没想过要在月球上呆一昼夜(29.5天),都是白天去白天回的哦,因为相对于黑夜,NASA更喜欢白天,至少白天有阳光,太阳能电池都可以使用,而且下降段目视检查地面也非常方便,否则夜间不但超低温还黑咕隆咚的,难不成带个大探照灯照射地面?这就额外增加了重量!

登月任务都很雷同,都是白天登陆,载人登月白天来回,而无人探测器则在月夜休眠,比如嫦娥四号就带了一块核电池以求熬过这寒冷的月夜!而玉兔二号现在正在休眠中,是因为月球中午高温休眠,预计将在1月10日醒来继续漫步月球!机器都吃不消,何况人呢!那么阿波罗登月任务的宇航员又是如何克服的呢?

阿波罗11号登陆地点是在静海,正面偏月球北极地区一些,如下图:

那么阿波罗登月时间呢?我们来查一下是:1969年7月20日世界时20:17:43

那个这个时间是什么时候呢?请看万年历:

农历初七的时候,大概能看到一轮弯月,那么对应的静海地区太阳高度大概也就早上8-9点的样子!

那么阿波罗11的宇航员在月面呆了多久呢?总共时间是:21小时36分钟20秒!

也就是一天不到,大约相对于月面太阳角度变化约45分钟左右!简单的说就是太阳升起没多久就降落了,然后到太阳还没升到很高的时候其飞离月球了!

避开了月球正面静海地区最高温时的农历十三-十五之间!因此宇航员在月面承受的高温并非是传说中的127摄氏度,目测估计70-80摄氏度左右,或者高一些,但这并非最主要的因素,因为宇航员还有其他的保护措施:

一、宇航服 整体结构设计中已经包含月面使用的各种问题,比如高温有在内部做冷却循环系统,将表面的巨大热量带走,并且宇航服厚厚的本身就是一个隔离热源的良好结构!

二、头盔玻璃直接晒到阳光的表面则镀金,防止过强的阳光以及紫外线等照射,将宇航员处在合适的光照范围,另外还有遮光板,甚至可以隔离超强光等!

舱外宇航服和登月宇航服在结构上有些差别,但本质上都没有区别,因为两者使用条件类似,只是维生系统支撑时间以及月面工作防尘等技术上会有差异!

因此从技术层面和时机选择上,都完美的解决了阿波罗登月的月面高温问题,未来中国载人登月一样会碰到这个拦路虎,但相信我们一样可以顺利解决!

宇航服是保温恒压的,他们的面罩也是特殊工艺用于反射高温和高亮以及低温的透明材质,所以透明能适应月球的气候。

月球白天温度可以达到120℃以上,夜晚最低可降到-180℃以下,周围温差巨大,无论是月球正午还是夜晚,对于宇航员都非常不友好,危险性更高,所以最好的办法当然是避开。

美国1969年就首次载人登陆月球,可以说是人类航天史上的一个奇迹,即便是如今还没有第二个国家实现载人登月,不过美国载人登月其实也没有做到多少事情,只是带回来几百公斤样本,在月球放置了月震仪、激光反射矩阵等,顺便做了个小实验验证牛顿动律,宇航员一手拿锤子一手拿羽毛,同时松手结果两者同时落地。除了这些最大的成就就是验证了航天技术,因为有了阿波罗登月计划这个底子,美国火星无人登陆成功次数最多的国家,而且如今美国又提出了重返月球的计划,因为技术底子在,研制重型火箭的难度小一些。

自1969年第一次实现载人登月,到1972年的几年时间内美国总共实施了7次载人登月,6次成功1次失败,总共将12名宇航员送到月球。月球环境残酷,昼夜温差巨大,宇航员是怎么实现在月球活动的呢?其实很简单:详细调查后确定登月时间和程序。在阿波罗计划刚开始的时候,美国就向月球发射了数颗无人探测器,目的就是研究表面的环境,探测月球地表,为阿波罗载人登月确定登陆地点,并且确定合适的登月时间。月球不像地球,昼夜24小时,因为被地球引力锁定,月球的自转周期是28个地球日,所以无论是白天还是夜晚的时间都很长。

类似于地球,月球也是在正午的时候阳光强烈,此时阳光和地面的夹角最大,此时月面物质和阳光作用然后又辐射长波红外线,使得温度可以达到120℃以上,夜晚由于没有大气层的阻挡,地面长波辐射迅速逃逸,使月球夜晚十分寒冷,温度在-180℃以下。但是无论是白天的地表升温还是夜晚的地面降温,都需要相当长的时间,月球的一个傍晚就登月地球一天左右,所以月球上也有温度合适的时候;另一个问题是月球没有大气,月球上的热量传递自然没有地球大气环境中这么迅速,就算热也多是因为阳光直接照射,那么当然可以选择阳光不是很强的时段登月。

在美国的登月图像上就可见一斑,宇航员在月球上的时候周围的光线不是很强烈,甚至因为飞船舱体和地球反光出现了多个光源,地面上留下的影子也比较长,说明并不是月球的正午时段登月。宇航员舱外活动会穿着宇航服,宇航服理论上耐150℃的高温,为了便于活动,肯定是白天登陆,所以宇航服本身其实足够耐受月球的高温,但是为安全起见,并不允许宇航员长时间活动,宇航服的氧气也不支持长时间的舱外活动,那么月球白天时间那么长,高温时段就那一点,所以尽可以选择不是很热的时候外出活动;据资料,阿姆斯特朗首次登月时月面温度70-80℃左右,经受严格测试的宇航服足以抵抗这个温度。

美国虽6次登月,但是绝大多数时间都花在了本月和返回地球的轨道上,在月面上的时间很短,最长的阿波罗17号在月球上待了两三个地球日,月球车也跑了最远的30.5公里,在远离登陆仓的地方采集了一些样品。其实我们所想到的风险,在这样庞大的系统性工程中,科学家们会把每一个细节都考虑进去,若宇航员不能耐受月球环境载人登月便没了意义,去了就死还去干嘛。

固异特对同行非常厚道,要是拿出五十年前能够在温差几百度的月球上使用的防爆轮胎,那其他厂家还有活路?固异特对国家又非常不厚道,这么逆天的轮胎居然藏着掖着不让国家使用,以至火星车居然退步到使用笨重的合金轮子,一下子把美国的档次拉低了。美国巨无霸的月球车载着两名宇航员在月球上飙车,而月兔2号为了避免轮子陷入松软的月壤而使用了筛网做成的轮子,中美登陆的果然不是同一个月球。时至今日的蓄电池在月球上使用仍电力有限,五十年前美国逆天的蓄电池居然能让巨无霸的月球车载着两名宇航员在月球上狂飙,美国太不厚道了,这么逆天的电池怎么不拿出来让全人类共享,那还有比亚迪和松下什么事?所以美国的载人登月真的是一道智商测试题。

有一个笑话说有一个人看到一个小贩在造假,他说你为什么往牛奶里加水,小贩回答他,我们造假已经非常不好了,不应该再说谎,这不是往牛奶里加水,而是往水里加点牛奶。登月里的漏洞如同往水里加牛奶数不胜数,只要对比一下其当年的成就和今日的成就就可以看出漏洞百出,根本无需去理会那些老掉牙的所谓质疑,那更象是圆谎。

拿阿波罗11号登月任务来说,2位宇航员在月表上停留的时间超过21个小时,但是,不要忽视的一点是,全是白天。

有的人有疑问,21小时都是白天?

是的,在月球上,14天全是白天,14天全是黑天,也就是在月球上待一个“月球天”,便是差不多一个月了。

所以,这2位宇航员经历的只有白天,没有黑夜,巨大的温差是经历不到的。

有的人还有疑问,月表上白天温度可高达120℃以上,宇航服能扛得住吗?

显然没有问题的,宇航服设有真空隔热层,它是由多层镀铝的聚酰亚胺薄膜制成,并且在各层之中以网络物隔开,这样的结构可有效隔热以及隔离有害辐射。注意,这还不是最外的一层,最外的一层是防护层,主要是由镀铝织物做成,并且宇航服的颜色一般都是白色,隔热性能很好。

宇航服内部都是比较舒适的温度,在太空中作业的宇航员其宇航服头盔侧边还有500毫升的饮料以及航天食品呢,嘴一歪就可以吃到,为了适应长时间的舱外作业而设计的。

未来的宇航服将更显得精巧,脱离现在的笨重感。

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挑选合适的时间个和地点登月。

宇航员穿的宇航服可以保护航天员。

简要地说,是在摄影棚里克服的。

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