阿波罗登月舱最终下降及着陆综述
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Ｔｈｅ Ｓｕｒｖｅｙ ｏｆ Ａｐｏｌｌｏ ＬＭ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ Ｄｅｓｃｅｎｔ ｔｏ ｔｈｅ Ｌｕｎａｒ Ｓｕｒｆａｃｅ
Ｓｈｅｎ．Ｚｕｗｅｉ
（Ｂｅｉｊ堍Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｐａｃｅ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ＆Ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００７６）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ Ａｐｏｌｌｏ ｌｕｎａｒ ｈｎｄｉＩｌｇ ｍｉｓｓｉｏｎｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｍａｎｎｅｄ ｌｕｎａｒ ｌａｎｄｉｎｇ．Ａｐｏｌｌｏ ｍｉｓｓｉｏｎｓ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｏｐｐｏｒｔｔｍｉｔｙ ｆｏｒ ｄｉｒｅｃｔ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｄａｔａ ｒｅｌａｔｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｂｌｏｗｉｎｇ ｄｕｓｔ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｆｍａｌ ｓｔａｇｅｓ ｏｆ ｄｅｓｃｅｎｔ，ｄｅｓｃｅｎｔ ｔｒａ— ｊｅｃｔｏｒｙ，ｄｅｓｃｅｎｔ ｒａｔｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｌａｎｄｉｎｇ ｓｕｒｆａｃｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｏｆ ａｎ ｅｘｔｒａｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ ｂｏｄｙ．Ｔｈｅｒｅｂｙ
ｔｈｅｓｅ ｄａｔａ ｗａｓ ｏｆ ｇｒｅａｔ ａｉｄ ｔｏ ｆｕｔｕｒｅ ｌｕｎａｒ ｓｕｒｆａｃｅ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓ．
Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ Ａｐｏｌｌｏ ａｉｒｓｈｉｐ Ｄｅｓｃｅｎｔ Ｌａｎｄｉｎｇ
１引言
尽管阿波罗载人登月已成为历史，但是阿波罗任务取得的信息并不是仿真或不载人登月遥测都能获得 的，例如，登月舱下降至月面附近，下降发动机吹起月尘的高度和范围，与仿真结果相去甚远。宇航员对下 降着陆过程的叙述例如能见度情况，恐怕无人登月很难全面准确地描述。文章介绍了除阿波罗１３禾登上月 面外的其余阿波罗登月舱最终下降并着陆于月面的情况。
阿波罗１ｌ登月舱着月时具有较低的垂直速度和稍高的水平速度，使足垫深入月壤较浅，缓冲支腿吸能 缓冲行程比预期的要小。登月舱足垫深入月壤约２．５。５．０ ｃｍ。四个主支腿吸能缓冲行程约为０—２．５ ｃｍ， 以致宇航员几乎没有感到着陆时的冲击。
３阿波罗１２
在最后下降的６０ ｍ高度上，阿波罗１１和阿波罗１２的下降轨迹有很大的不同。阿波罗１１以０．６ ｍ／ｓ的 速度下降至预计的１．５—２．４ ｍ高度（以四足垫面为基准），然后在这高度上悬停１３ ｓ，接着以约３ ８时间下降 至月面。相比之下，阿波罗１２最终着陆段约以０．４５ ｍ／ｓ速度下降，其间不作悬停。阿波罗１１上的下降推进 发动机是在足垫着陆后１ ８关机，而阿波罗１２是在触杆一接触月面时就关机，此时足垫离月面高度为１．５ｍ。 因此阿波罗１２在这段高上为自由落体，当然发动机关机后还有一些剩余推力的作用。
与以前阿波罗任务相比，阿波罗１６垂直下降速度更大，从高度５０．５ ｍ至接触月面的时间少于５０ ｓ。以 ５８．５。２３．７Ⅱｌ平均下降速度为１．５６ ｍ／ｓ；从２３．７ ｎｌ至接触月面平均速度约为０．９ ｍ／ｓ。最终的２７ ｍ下降，垂 直速度分量约为阿波罗１５的两倍，而在阿波罗１５的最终１６．５ ｍ下降期间月面能见度为零。
第２９卷第１期
航天返回与遥感
２００８年３月ＳＰＡＣＥＣＲ＾ＦＴ ＲＥＣＯＶＥＲＹ＆ＲＥＭ（ｙＩＥ ＳＥＮＳ玳Ｇ
１１
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实际着陆时轻触月面，吸能装置几乎没有缓冲行程，足垫陷入月面很浅，足垫一ｙ上安装了探测器，陷入 月壤最深达７．５一１０ ｃｍ。与阿波罗１５对照，阿波罗１６下降发动机喷管没有接触月面。
７ 阿波罗１７
由飞行后对下降轨道数据判断和宇航员的叙述表明，阿波罗１７在离月面６４．２—５４．９ ｍ高度上，以 ０．９ ｍ／ｓ～１．３５ ｌｎ／ｓ的垂直速度作较快的下降，随后速度逐渐减慢，在高度２１—１５ ｍ时，下降速度小于 ０．９ ｍ／ｓ。在最后下降的１８ ｍ高度还具有约Ｏ．７ ｍ／ｓ的水平速度，因此登月舱类似于阿波罗１４呈倾斜轨道 下降。以前的分析和飞行结果已经表明这种轨道在着陆期间对月面的月壤产生相对较小的扰动。对比垂 直下降，如阿波罗１５登月舱对月面产生了大量的侵蚀，在月面上空约１８ ｍ时即出现扬尘，造成最终下降着 陆出现没有能见度的困扰。而阿波罗１７直至触到月壤一直保持月面清晰可见。
在阿波罗１４下降运动照片中，很明显下降发动机关机后的数秒钟，月面仍是模糊不清。这可能是在最 终下降段，发动机喷出的气体储存在月壤空隙中造成的。这些气体从空隙中流出时带出细微的月壤粒子， 使月面成为朦胧。
着陆时冲击很小或接近无冲击，从足垫与月壤接触照片看，与阿波罗１１和１２登月舱着陆处月壤的力学 特性相接近。由于＋ｚ和＋ｌ，足垫陷入月壤较多，造成登月舱向西北方向倾斜１０—ｌ。５０。在着陆点，月面斜 坡方向约于北偏西１６０，在东偏北１．６０方向约倾斜５．５０。
很明显，气流侵蚀的影响使月壤逐渐迁移至很远距离。在以后的科技报告中，宇航员叙述了这种侵蚀 把月壤运送了很大一段路程，甚至这时会使无法看到地平线。
从舱内遥测获得登月舱对时间的关系。下降段发动机约在触地１ｓ后关机。在触地前瞬间，登月舱具有 约为０．３ ｉｎ／ｓ的垂直速度和约０．９ ｎ∥ｓ的横向速度，而飞行前计算分别为０．９ ｍ／ｓ和０ ｍ／ｓ，因此实测值与飞 行前计算值相比，具有相对低的垂直速度和相对高的横向速度。由足垫的遥测和图像，以及随后的着陆接 触探测，横向速度指向飞船左侧或是稍微南偏东于ｙ向（见图１）。当在月面摄像时，太阳在东面，升高至地 平上约１２０。
万方数据
１４
航天返回与遥感
２００８年第２９卷
从着陆装置在月面上的照片看，很明显缓冲吸能支腿几乎无缓冲行程，所以在月表着陆期间的冲击力 很小，足垫名义上深入月面深度几厘米。在着月处登月舱向西北向倾斜约８。。这主要是月面地形所致，足 垫＋ｚ和＋ｙ着陆于略高的位置，而足垫一ｚ支承在直径４．５—５．４ ｍ的浅陨石坑内，足垫一ｙ也处略低的 位置。ＩｔｔＴｔ也形不利，下降发动机喷管ＩＺｌ接触月面，略微变形，阿波罗１５是登月舱首次遇到这问题。此外， 阿波罗１５发动机喷管比先前登月舱使用的更大一些。
万方数据
第１期
沈祖炜：阿波罗登月舱最终下降及着陆综述
１３
对阿波罗１２最终下降段中的胶片观察分析表明月面的物质发生了大量的移动，以至到达了最终下降段 无法看到月貌的程度，宇航员描述这时已经不存在能见度了。这种事情的发生会使未来月面着陆带来潜在 的危险性，并且应对此种情况作出应有的评估。这二艘飞船有不同的降落轨迹，不同的月面降落区域，阿波 罗１２登月舱的推力比阿波罗１１高出约５％，能见度差也可能由于阿波罗１２着陆时较低太阳照射角的影响。 表１给出了评估的结果。
５阿波罗１５
阿波罗１５与先前的阿波罗舱最终下降相比，下降轨迹变得更陡和下降更慢，最终３０ ｍ下降几乎是垂直 的，经历约６０ ｓ。先前的阿波罗舱有的仅在最后的２．７～５．４ ｉｎ高度上才接近垂直下降，而阿波罗１５登月舱 只用了以前下降这段距离的一半时间。宇航员在着陆处上空最先见到尘土移动高度为５２ ｒｎ，在降至高度约 １６．２ ｍ时完全见不到月面，这是由于下降发动机卷起大量的月壤尘埃。因此，包括先前的阿波罗舱，任一个 登月舱着陆过程都是无能见度可言。因此，这样的降落方案，使阿波罗登月舱着陆期间的能见度都极差。
月面月壤在两处着陆点的力学特性经分析没有太多的差别【２ｌ。依据宇航员的足印也可以看出。
表１最终下降段情况的比较
特征状况 月尘刚扬起
高度／ｍ 时间／８
阿波罗１１
２４ ６５
阿波罗１２
３３ ５２
高度／ｍ
５
９
月尘成片飞扬
时间／Ｂ
２１
２１
高度／ｍ
２．７
７．２
丧失能见度
时间／８
１５
１７
注：时间计到着陆为止
足垫离月面约１．５ ｍ高度时发动机关机，登月舱在发动剩余推力作用下降落，直至足垫接触月面，撞击 很轻缓，主缓冲器的压缩行程为２．５ ｃｍ，最大不超过５ ｅｍ。除ｌ，向足垫外，其余足垫陷入月壤约２．５ｅｒａ，Ｙ向 足垫陷入较深约为１０ ｃｍ。月壤表面受扰动的范围较大。
从阿波罗１１照片显示，下降发动机下面至足垫附近明显有喷射气流扫荡月面现象［３｜，而阿波罗１２舱下 及其附近相对而言留有比较多的月壤颗粒，这可能是不同的关机状况形成的。
４阿波罗１４
阿波罗１４上宇航员看到约在３０ ｉｎ高度出现吹起的扬尘，比阿波罗１１和１２从这高度下降至月面出现的 扬尘量要少。估计吹起扬尘的月壤厚度小于１５ ｃｍ暴露出的岩石很易见到。宇航员报告说，在发动机喷管 下东南０．９ ｍ处一块面积受到最大的气流侵蚀，在着陆过程中那里被搬运的土层厚度有１０ ｅｍ之多。除了 这扰动面积外，同先前二个登月舱一样，发动机喷出气流横扫了经过的月面。这种对月壤的气流扰动，与着 陆过程中＋ｙ向足垫上触杆的触发关闭发动机有关。
６阿波罗１６
Байду номын сангаас
在最终下降段，阿波罗１６登月舱内宇航员报告在月面上空２３．４—１８．４ ｍ出现扬尘。宇航员还说，在整 个下降着陆过程中月面清晰可辨，扬尘并未妨碍能见度。经对下降段电影考察，证实了上述说法。阿波罗 １６着陆期间出现了以前阿波罗登月中少有的能见度不受扬尘影响状态。
正如前面所述，由下降发动机引起的移动尘埃团与月表月壤颗粒有关。这是个复杂现象，取决于月面 小颗粒特性、发动机推力，也和下降速度和下降倾角、观测位置和太阳角度等因素有关。是否因降落于月面 不同地点的差别引起，由于至今对月面月壤结构还不能详细的掌握，尚不能作出评定；可能是由于着陆时刻 比计划时间推迟，与以前的任务相比，太阳升起得更高，成为改善观测条件的原因。
阿波罗登月舱最终下降及着陆综述
沈祖炜
（北京空间机电研究所，北京１０００７６）
摘要 阿波罗登月任务首次实现了人类登上月球的创举。阿波罗任务首次提供了非遥测方法直接 对地外天体探测的数据采集，提供了最终着陆段的扬尘情况，下降轨道、下降速率和着月处月壤的状态。这 些数据的收集有助于今后的探月任务。
关键词 阿波罗飞船下降着陆
收稿日期：２００７—１１—１３
万方数据
１２
航天返回与遥感
２００８年第２９卷
从电影图像看到，当下降至足垫离月面还有约２．１ ｍ高度时作悬停。此时，由于登月舱下降段发动机射 流造成月壤的搬运，月球表面是模糊不清的，除非偶然遇到岩石，因气流吹不起岩石，可以中断气流造成月 壤的搬运。阿姆斯特朗在飞行后谈到登月舱的侧向运动控制，因为尘埃在快速移动，很难找到可视的参考 物。
２阿波罗１１
起尘埃。阿姆斯特朗（如吣）在任务报告中提到：在飞行中他注意到在３０ 在最终下降段期间，—位宇航员叙述了约在高度１２ ｍ（自登月舱四足垫面为基准至月面的距离）时开始大片扬 １１１高度时出现的舱外朦胧状态。艾尔 丁（Ａｌ商ｎ）说：最先看到受扰动月壤的高度为７２ ｎｌ。从以上宇航员的谈论可以得出大致在月面高度６９—２７ｍ上，即 可观察到月表受到喷射气流侵蚀（当登月舱在月面着陆时，高度计的记录为３ ｍ）。从摄影图像判读，当登月舱飞经 一陨石坑Ｅ空时，即可见到月壤受到扰动。从遥测和摄影帧数可知登月舱此时在陨石坑上高度为３０ ｍ。显然这比 依据月壤模型仿真预计的７．５ ｍ要高出数倍。登月舱发动机射流在较高的高度就产生扬尘的效果。
图１网波罗１１登月舱一Ｚ（后）足垫着月状况及支腿足垫坐标方向
在着陆前的几秒钟，相对而言登月舱具有较大的水平速度，意味着不会像垂直降落时气流只侵蚀在一 个地方。从照片上阴影长度分析，着陆腿在着陆时具有吸能缓冲行程，观察到足垫深入月壤较少【ｌ』（见图 １），而受侵蚀迁移的月壤应为１０—１５ ｃｍ厚。在着陆前该处月面并不平坦。很明显，喷管喷射出气流使附近 的月壤被吹跑。这一点可由宇航员在登月舱附近的足印较浅，在远离登月舱的地方足印较深来得以印证。
阿波罗１１在最终的２０～３０ ｓ时间内，约以０．９ ｍ／ｓ的水平速度飞行。阿波罗１２以０．４５ ｍ／ｓ水平速度 飞行，在接近着陆点时水平速度降至０．３ ｍ／ｓ。因此在最终着陆段阿波罗１２飞行的水平距离比阿波罗１１小 很多，这意味着相同的月面区域在阿波罗１２情况要承受较长时间的下降发动机喷射气流的侵蚀。
Ｓｈｅｎ．Ｚｕｗｅｉ
（Ｂｅｉｊ堍Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｐａｃｅ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ＆Ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００７６）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ Ａｐｏｌｌｏ ｌｕｎａｒ ｈｎｄｉＩｌｇ ｍｉｓｓｉｏｎｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｍａｎｎｅｄ ｌｕｎａｒ ｌａｎｄｉｎｇ．Ａｐｏｌｌｏ ｍｉｓｓｉｏｎｓ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｏｐｐｏｒｔｔｍｉｔｙ ｆｏｒ ｄｉｒｅｃｔ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｄａｔａ ｒｅｌａｔｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｂｌｏｗｉｎｇ ｄｕｓｔ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｆｍａｌ ｓｔａｇｅｓ ｏｆ ｄｅｓｃｅｎｔ，ｄｅｓｃｅｎｔ ｔｒａ— ｊｅｃｔｏｒｙ，ｄｅｓｃｅｎｔ ｒａｔｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｌａｎｄｉｎｇ ｓｕｒｆａｃｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｏｆ ａｎ ｅｘｔｒａｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ ｂｏｄｙ．Ｔｈｅｒｅｂｙ
ｔｈｅｓｅ ｄａｔａ ｗａｓ ｏｆ ｇｒｅａｔ ａｉｄ ｔｏ ｆｕｔｕｒｅ ｌｕｎａｒ ｓｕｒｆａｃｅ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓ．
Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ Ａｐｏｌｌｏ ａｉｒｓｈｉｐ Ｄｅｓｃｅｎｔ Ｌａｎｄｉｎｇ
１引言
尽管阿波罗载人登月已成为历史，但是阿波罗任务取得的信息并不是仿真或不载人登月遥测都能获得 的，例如，登月舱下降至月面附近，下降发动机吹起月尘的高度和范围，与仿真结果相去甚远。宇航员对下 降着陆过程的叙述例如能见度情况，恐怕无人登月很难全面准确地描述。文章介绍了除阿波罗１３禾登上月 面外的其余阿波罗登月舱最终下降并着陆于月面的情况。
阿波罗１ｌ登月舱着月时具有较低的垂直速度和稍高的水平速度，使足垫深入月壤较浅，缓冲支腿吸能 缓冲行程比预期的要小。登月舱足垫深入月壤约２．５。５．０ ｃｍ。四个主支腿吸能缓冲行程约为０—２．５ ｃｍ， 以致宇航员几乎没有感到着陆时的冲击。
３阿波罗１２
在最后下降的６０ ｍ高度上，阿波罗１１和阿波罗１２的下降轨迹有很大的不同。阿波罗１１以０．６ ｍ／ｓ的 速度下降至预计的１．５—２．４ ｍ高度（以四足垫面为基准），然后在这高度上悬停１３ ｓ，接着以约３ ８时间下降 至月面。相比之下，阿波罗１２最终着陆段约以０．４５ ｍ／ｓ速度下降，其间不作悬停。阿波罗１１上的下降推进 发动机是在足垫着陆后１ ８关机，而阿波罗１２是在触杆一接触月面时就关机，此时足垫离月面高度为１．５ｍ。 因此阿波罗１２在这段高上为自由落体，当然发动机关机后还有一些剩余推力的作用。
与以前阿波罗任务相比，阿波罗１６垂直下降速度更大，从高度５０．５ ｍ至接触月面的时间少于５０ ｓ。以 ５８．５。２３．７Ⅱｌ平均下降速度为１．５６ ｍ／ｓ；从２３．７ ｎｌ至接触月面平均速度约为０．９ ｍ／ｓ。最终的２７ ｍ下降，垂 直速度分量约为阿波罗１５的两倍，而在阿波罗１５的最终１６．５ ｍ下降期间月面能见度为零。
第２９卷第１期
航天返回与遥感
２００８年３月ＳＰＡＣＥＣＲ＾ＦＴ ＲＥＣＯＶＥＲＹ＆ＲＥＭ（ｙＩＥ ＳＥＮＳ玳Ｇ
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实际着陆时轻触月面，吸能装置几乎没有缓冲行程，足垫陷入月面很浅，足垫一ｙ上安装了探测器，陷入 月壤最深达７．５一１０ ｃｍ。与阿波罗１５对照，阿波罗１６下降发动机喷管没有接触月面。
７ 阿波罗１７
由飞行后对下降轨道数据判断和宇航员的叙述表明，阿波罗１７在离月面６４．２—５４．９ ｍ高度上，以 ０．９ ｍ／ｓ～１．３５ ｌｎ／ｓ的垂直速度作较快的下降，随后速度逐渐减慢，在高度２１—１５ ｍ时，下降速度小于 ０．９ ｍ／ｓ。在最后下降的１８ ｍ高度还具有约Ｏ．７ ｍ／ｓ的水平速度，因此登月舱类似于阿波罗１４呈倾斜轨道 下降。以前的分析和飞行结果已经表明这种轨道在着陆期间对月面的月壤产生相对较小的扰动。对比垂 直下降，如阿波罗１５登月舱对月面产生了大量的侵蚀，在月面上空约１８ ｍ时即出现扬尘，造成最终下降着 陆出现没有能见度的困扰。而阿波罗１７直至触到月壤一直保持月面清晰可见。
在阿波罗１４下降运动照片中，很明显下降发动机关机后的数秒钟，月面仍是模糊不清。这可能是在最 终下降段，发动机喷出的气体储存在月壤空隙中造成的。这些气体从空隙中流出时带出细微的月壤粒子， 使月面成为朦胧。
着陆时冲击很小或接近无冲击，从足垫与月壤接触照片看，与阿波罗１１和１２登月舱着陆处月壤的力学 特性相接近。由于＋ｚ和＋ｌ，足垫陷入月壤较多，造成登月舱向西北方向倾斜１０—ｌ。５０。在着陆点，月面斜 坡方向约于北偏西１６０，在东偏北１．６０方向约倾斜５．５０。
很明显，气流侵蚀的影响使月壤逐渐迁移至很远距离。在以后的科技报告中，宇航员叙述了这种侵蚀 把月壤运送了很大一段路程，甚至这时会使无法看到地平线。
从舱内遥测获得登月舱对时间的关系。下降段发动机约在触地１ｓ后关机。在触地前瞬间，登月舱具有 约为０．３ ｉｎ／ｓ的垂直速度和约０．９ ｎ∥ｓ的横向速度，而飞行前计算分别为０．９ ｍ／ｓ和０ ｍ／ｓ，因此实测值与飞 行前计算值相比，具有相对低的垂直速度和相对高的横向速度。由足垫的遥测和图像，以及随后的着陆接 触探测，横向速度指向飞船左侧或是稍微南偏东于ｙ向（见图１）。当在月面摄像时，太阳在东面，升高至地 平上约１２０。
万方数据
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航天返回与遥感
２００８年第２９卷
从着陆装置在月面上的照片看，很明显缓冲吸能支腿几乎无缓冲行程，所以在月表着陆期间的冲击力 很小，足垫名义上深入月面深度几厘米。在着月处登月舱向西北向倾斜约８。。这主要是月面地形所致，足 垫＋ｚ和＋ｙ着陆于略高的位置，而足垫一ｚ支承在直径４．５—５．４ ｍ的浅陨石坑内，足垫一ｙ也处略低的 位置。ＩｔｔＴｔ也形不利，下降发动机喷管ＩＺｌ接触月面，略微变形，阿波罗１５是登月舱首次遇到这问题。此外， 阿波罗１５发动机喷管比先前登月舱使用的更大一些。
万方数据
第１期
沈祖炜：阿波罗登月舱最终下降及着陆综述
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对阿波罗１２最终下降段中的胶片观察分析表明月面的物质发生了大量的移动，以至到达了最终下降段 无法看到月貌的程度，宇航员描述这时已经不存在能见度了。这种事情的发生会使未来月面着陆带来潜在 的危险性，并且应对此种情况作出应有的评估。这二艘飞船有不同的降落轨迹，不同的月面降落区域，阿波 罗１２登月舱的推力比阿波罗１１高出约５％，能见度差也可能由于阿波罗１２着陆时较低太阳照射角的影响。 表１给出了评估的结果。
５阿波罗１５
阿波罗１５与先前的阿波罗舱最终下降相比，下降轨迹变得更陡和下降更慢，最终３０ ｍ下降几乎是垂直 的，经历约６０ ｓ。先前的阿波罗舱有的仅在最后的２．７～５．４ ｉｎ高度上才接近垂直下降，而阿波罗１５登月舱 只用了以前下降这段距离的一半时间。宇航员在着陆处上空最先见到尘土移动高度为５２ ｒｎ，在降至高度约 １６．２ ｍ时完全见不到月面，这是由于下降发动机卷起大量的月壤尘埃。因此，包括先前的阿波罗舱，任一个 登月舱着陆过程都是无能见度可言。因此，这样的降落方案，使阿波罗登月舱着陆期间的能见度都极差。
月面月壤在两处着陆点的力学特性经分析没有太多的差别【２ｌ。依据宇航员的足印也可以看出。
表１最终下降段情况的比较
特征状况 月尘刚扬起
高度／ｍ 时间／８
阿波罗１１
２４ ６５
阿波罗１２
３３ ５２
高度／ｍ
５
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月尘成片飞扬
时间／Ｂ
２１
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高度／ｍ
２．７
７．２
丧失能见度
时间／８
１５
１７
注：时间计到着陆为止
足垫离月面约１．５ ｍ高度时发动机关机，登月舱在发动剩余推力作用下降落，直至足垫接触月面，撞击 很轻缓，主缓冲器的压缩行程为２．５ ｃｍ，最大不超过５ ｅｍ。除ｌ，向足垫外，其余足垫陷入月壤约２．５ｅｒａ，Ｙ向 足垫陷入较深约为１０ ｃｍ。月壤表面受扰动的范围较大。
从阿波罗１１照片显示，下降发动机下面至足垫附近明显有喷射气流扫荡月面现象［３｜，而阿波罗１２舱下 及其附近相对而言留有比较多的月壤颗粒，这可能是不同的关机状况形成的。
４阿波罗１４
阿波罗１４上宇航员看到约在３０ ｉｎ高度出现吹起的扬尘，比阿波罗１１和１２从这高度下降至月面出现的 扬尘量要少。估计吹起扬尘的月壤厚度小于１５ ｃｍ暴露出的岩石很易见到。宇航员报告说，在发动机喷管 下东南０．９ ｍ处一块面积受到最大的气流侵蚀，在着陆过程中那里被搬运的土层厚度有１０ ｅｍ之多。除了 这扰动面积外，同先前二个登月舱一样，发动机喷出气流横扫了经过的月面。这种对月壤的气流扰动，与着 陆过程中＋ｙ向足垫上触杆的触发关闭发动机有关。
６阿波罗１６
Байду номын сангаас
在最终下降段，阿波罗１６登月舱内宇航员报告在月面上空２３．４—１８．４ ｍ出现扬尘。宇航员还说，在整 个下降着陆过程中月面清晰可辨，扬尘并未妨碍能见度。经对下降段电影考察，证实了上述说法。阿波罗 １６着陆期间出现了以前阿波罗登月中少有的能见度不受扬尘影响状态。
正如前面所述，由下降发动机引起的移动尘埃团与月表月壤颗粒有关。这是个复杂现象，取决于月面 小颗粒特性、发动机推力，也和下降速度和下降倾角、观测位置和太阳角度等因素有关。是否因降落于月面 不同地点的差别引起，由于至今对月面月壤结构还不能详细的掌握，尚不能作出评定；可能是由于着陆时刻 比计划时间推迟，与以前的任务相比，太阳升起得更高，成为改善观测条件的原因。
阿波罗登月舱最终下降及着陆综述
沈祖炜
（北京空间机电研究所，北京１０００７６）
摘要 阿波罗登月任务首次实现了人类登上月球的创举。阿波罗任务首次提供了非遥测方法直接 对地外天体探测的数据采集，提供了最终着陆段的扬尘情况，下降轨道、下降速率和着月处月壤的状态。这 些数据的收集有助于今后的探月任务。
关键词 阿波罗飞船下降着陆
收稿日期：２００７—１１—１３
万方数据
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航天返回与遥感
２００８年第２９卷
从电影图像看到，当下降至足垫离月面还有约２．１ ｍ高度时作悬停。此时，由于登月舱下降段发动机射 流造成月壤的搬运，月球表面是模糊不清的，除非偶然遇到岩石，因气流吹不起岩石，可以中断气流造成月 壤的搬运。阿姆斯特朗在飞行后谈到登月舱的侧向运动控制，因为尘埃在快速移动，很难找到可视的参考 物。
２阿波罗１１
起尘埃。阿姆斯特朗（如吣）在任务报告中提到：在飞行中他注意到在３０ 在最终下降段期间，—位宇航员叙述了约在高度１２ ｍ（自登月舱四足垫面为基准至月面的距离）时开始大片扬 １１１高度时出现的舱外朦胧状态。艾尔 丁（Ａｌ商ｎ）说：最先看到受扰动月壤的高度为７２ ｎｌ。从以上宇航员的谈论可以得出大致在月面高度６９—２７ｍ上，即 可观察到月表受到喷射气流侵蚀（当登月舱在月面着陆时，高度计的记录为３ ｍ）。从摄影图像判读，当登月舱飞经 一陨石坑Ｅ空时，即可见到月壤受到扰动。从遥测和摄影帧数可知登月舱此时在陨石坑上高度为３０ ｍ。显然这比 依据月壤模型仿真预计的７．５ ｍ要高出数倍。登月舱发动机射流在较高的高度就产生扬尘的效果。
图１网波罗１１登月舱一Ｚ（后）足垫着月状况及支腿足垫坐标方向
在着陆前的几秒钟，相对而言登月舱具有较大的水平速度，意味着不会像垂直降落时气流只侵蚀在一 个地方。从照片上阴影长度分析，着陆腿在着陆时具有吸能缓冲行程，观察到足垫深入月壤较少【ｌ』（见图 １），而受侵蚀迁移的月壤应为１０—１５ ｃｍ厚。在着陆前该处月面并不平坦。很明显，喷管喷射出气流使附近 的月壤被吹跑。这一点可由宇航员在登月舱附近的足印较浅，在远离登月舱的地方足印较深来得以印证。
阿波罗１１在最终的２０～３０ ｓ时间内，约以０．９ ｍ／ｓ的水平速度飞行。阿波罗１２以０．４５ ｍ／ｓ水平速度 飞行，在接近着陆点时水平速度降至０．３ ｍ／ｓ。因此在最终着陆段阿波罗１２飞行的水平距离比阿波罗１１小 很多，这意味着相同的月面区域在阿波罗１２情况要承受较长时间的下降发动机喷射气流的侵蚀。