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月球軌道交會

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月球軌道交會的示意圖。
阿波羅11號的登月艙'鷹號'在月球軌道上與指揮艙'哥倫比亞號'會合。

月球軌道交會Lunar Orbit Rendezvous, 縮寫:LOR)是有效地將人類登陸月球並將其送回地球的關鍵概念。它被用於 1960年代和1970年代的阿波羅計劃任務。

月球軌道交會最早是由烏克蘭工程師尤里·康德拉圖克 (Yuri Kondratyuk)於1919年提出的[1],作為送人往返月球的最經濟方式[2]

最著名的例子涉及阿波羅計劃的指令/服務艙 (CSM) 和阿波羅登月艙 (LEM),它們都被發送到單個火箭中進行跨月飛行。

優勢和劣勢

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優勢

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一個優勢是返回地球所需的推進劑不需要降落到月球上,這就節省了燃料。另外提供了一定程度的冗餘備份。例如在阿波羅13號飛行任務中,當指令艙出現問題後,太空人利用登月艙返回地球。

另一個優點是月球着陸器可以專門為此目的而設計,而不要求主航天器也適合登月。 最後,月球着陸器所需的第二套生命支持系統可以作為主航天器系統的備份。

劣勢

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劣勢是登月艙需要單獨的一套生命支持系統,也需要兩套發動機,一套用於登月艙,一套用於指令/服務艙。

到1962年,月球軌道交會被認為是有風險的,因為即使在地球軌道上也沒有實現太空交會。如果登月艙無法到達指令艙,兩名太空人將無法返回地球或在重返大氣層後倖存下來。事實證明,這種恐懼是沒有根據的,因為在1965年和1966年,在雷達和機載計算機的幫助下,在六次雙子座計劃任務中成功證明了交會。 它在阿波羅計劃中嘗試了八次,每次都成功完成。

阿波羅任務模式的選擇

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約翰·C·霍博爾特(Dr. John Houbolt)博士解釋月球軌道交會。
在早期的NASA蘭利研究中心的研究中,月球着陸器尺寸的比較。

阿波羅計劃中使用的登月飛行方法,具體是一個主航天器攜帶一艘小型的航天器,並由子航天器登月。這是最初提出的3種登月辦法中的一種。

第1種是直接起飛。顧名思義,一個巨大的火箭(起名為「新星」)直接起飛,獨自攜帶所有登月所需航天器,前往月球。

第2種是地球軌道交會,兩個小一些的火箭攜帶航天器以及燃料在地球軌道對接,然後前往月球。

第3種則是利用地球軌道離心力進行拋物交會至月球軌道,返回地球亦是如此原理,可節省大量燃料之需求,讓原先不可能完成的登月之計劃得以實現,這就是Moonshot Thinking一詞的由來,由約翰·C·霍博爾特(Dr. John Houbolt)領導的團隊提出的方案。這種方案是一艘較大的航天器攜帶一艘裝載太空人的登月航天器,進入月球軌道之後,登月航天器與主航天器分離,並降落在月球表面;主航天器留在月球軌道。3名太空人中的1名留在主航天器中。登月完成之後,登月航天器重新起飛,與主航天器在月球軌道集合,並返回地球。這種利用軌道運行的離心力,開啟了後來太空探測船星際飛行的可能。

使用LOR的其他計劃

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阿提米絲3號的計劃軌跡說明了LOR的使用

參閱

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參考資料

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  1. ^ Harvey (2007),第6–7頁.
  2. ^ Wilford (1969),第41-48頁.