美國早在半個多世紀前就實現(xiàn)了載人登月，很多人都有這樣的疑問：月球上沒有像地球那樣強大的火箭發(fā)射系統(tǒng)，宇航員究竟是如何跨越三十八萬公里的距離，安全返回地球的呢？

要揭開宇航員從月球返回地球的奧秘，首先得了解關(guān)鍵的交通工具 —— 登月艙。

登月艙堪稱人類航天智慧的結(jié)晶，是專門為載送宇航員在月球軌道上的飛船和月球表面之間往返而設(shè)計的特殊航天器 。

由于月球上近乎真空的環(huán)境，沒有空氣提供升力或阻力，登月艙只能依靠火箭引擎的推力實現(xiàn)移動，并且具備像直升機一樣垂直升降的獨特能力。

從結(jié)構(gòu)上看，登月艙分為上升段和下降段。

下降段裝有向月面降落減速使用的逆噴射火箭，儲備著火箭燃料、氧化劑槽、水和氧氣槽，以及用于探測月面的科學儀器，主要承擔著將宇航員安全送達月球表面的重任。

而上升段則設(shè)有乘員室，內(nèi)部氣溫保持在 24 攝氏度，充滿 1/3 大氣壓的純氧，為宇航員提供了相對舒適的狹小空間。

當?shù)窃屡撛谠旅鏁r，上升段和下降段合為一體；但從月球表面再度起飛時，只有上升段會點火升空，此時下降段則充當了臨時發(fā)射架，發(fā)射完畢后便留置在月球表面。

當宇航員完成在月球表面的各項任務(wù)后，便要踏上歸程。首先面臨的挑戰(zhàn)就是從月球表面起飛。月球的引力雖然只有地球的 1/6，看似相對較小，但要擺脫月球引力的束縛，仍然需要精確的計算和強大的動力。

以阿波羅 11 號為例，其登月部分的上升段重 4.7 噸，其中燃料占據(jù)了一半，約 2.4 噸，飛船自身重量 2.3 噸，真正的載荷只有兩名宇航員以及采集的月土（另一名宇航員留在軌道器上）。

由于月球引力小，上升段只需達到 1.68km/s 的環(huán)月球速度，就能擺脫月球引力進入預定軌道。而在地球上，運載火箭離開地球要達到 11.2km/s 的逃逸速度，相比之下，月球起飛所需速度小了很多。

此外，在月球上，上升段 4.7 噸的重量所受重力，僅與地球上 0.8 千克物體相當，這使得起飛變得相對容易。

起飛時，上升段的火箭發(fā)動機點火，產(chǎn)生強大推力。此時，下降段作為穩(wěn)定的發(fā)射架，保障上升段順利升空。這一過程與地球發(fā)射火箭原理相似，但由于月球環(huán)境特殊，沒有空氣阻力，使得火箭發(fā)動機的效率更高，推力更為直接有效。

上升段成功起飛后，宇航員并不會直接乘坐它返回地球，而是要在近月球軌道與早已在軌道上等待的軌道艙進行對接。這一過程猶如在太空中進行一場精準的 “空中加油”，難度極高。

無論是阿波羅 11 號還是我國的嫦娥五號，在進入環(huán)月球軌道后，原理都是在近月球軌道上，先讓登月艙與軌道艙分離，然后通過減速讓月球引力俘獲登月艙，下降同時下降段點火，使登月艙具備一定上升力與月球引力抗衡，完成軟著陸。

而返回時，登月艙上升段升空后，宇航員操控上升段逐漸靠近軌道艙，通過精確的軌道計算和姿態(tài)調(diào)整，實現(xiàn)兩者的精準對接。對接成功后，宇航員帶著采集的月土等重要載荷轉(zhuǎn)移到軌道艙，隨后上升段與軌道艙分離，完成使命的上升段便會在太空中遺棄。

在這一過程中，軌道艙扮演著至關(guān)重要的角色。它不僅為宇航員提供了返回地球所需的更充足的資源，包括燃料、氧氣等，還具備強大的動力系統(tǒng)和通信設(shè)備，為后續(xù)的漫長歸程提供保障。

宇航員轉(zhuǎn)移到軌道艙后，軌道艙點火變軌，進入地月轉(zhuǎn)移軌道，朝著地球飛馳而來。當接近地球時，還需面臨最后一道難關(guān) —— 穿越地球大氣層。

由于軌道艙在返回地球時速度極快，如果直接沖入大氣層，巨大的摩擦力會使軌道艙表面溫度急劇升高，甚至可能被燒毀。

因此，需要通過一系列復雜的操作來減速。通常會先讓返回艙與服務(wù)艙分離，服務(wù)艙攜帶剩余燃料等繼續(xù)在軌道上運行，而返回艙則獨自承擔返回重任。返回艙進入地球軌道后，通過調(diào)整姿態(tài)，利用大氣層的阻力逐漸減速，最終安全降落在預定地點。