登月释疑：支撑架下月壤凹陷与脚印问题

认为阿波罗登月造假的人经常问这个问题：为什么嫦娥号着陆的支撑架足垫下月壤有明显的凹陷，而更重的阿波罗登月舱没有？

下面回答这个问题。

首先，嫦娥有自动避障技术，可以识别选择平坦的降落点，在离地面大概4m左右就会关闭发动机，自由落体到月面¹，落地速度大约是4m/s，留下一个冲击坑是自然的事情。

阿波罗几次着陆略有不同。阿波罗11号是在着陆后1s关闭发动机，而阿波罗12号是在触杆高度器触底时关机，熄火高度大约1米²。

需要注意的是，阿波罗登月舱在下降过程中，并非垂直向下，而是斜向下降落，既有垂直速度，也有水平速度。

每次任务着陆时速度也有差异²。阿波罗11号的垂直速度是0.3m/s，横向速度0.9m/s。阿波罗12号的垂直速度是0.45m/s，横向速度0.3m/s，其他几次任务的速度也接近这个大小，不作赘述。与嫦娥五号的触底速度相比，都要小很多。

阿波罗登月舱支架足垫也并非都没有冲击凹陷，其实很多照片都有凹陷，但不明显。

由于阿波罗登月舱在水平方向上有速度，着陆点地形的高低起伏，每一个支架足垫形成的冲击也是不一样的。比如下面的图就可以看到很明显的冲击痕迹。

以阿波罗12号为例²，Y向支撑架足垫陷入月壤约10cm，其余足垫陷入约2.5cm。

要知道，阿波罗登月舱的足垫直径是94cm，厚度约18cm，而且足垫本身还有一定弧度³。两三厘米的凹陷会非常不起眼，例如下面这样。

概括的说，阿波罗历次任务降落时的垂直速度与水平速度都有差别，降落点的地势、地质也有差异，因此支撑架足垫形成的凹陷也各有不同，有些较深，有些很浅。足垫直径很大、底部也有弧度，两三厘米的凹陷不容易被直接观察，但并非如某些人宣称的都没有凹陷。

接着是第二个问题：为什么支撑架足垫没有留下冲击坑，但宇航员能在附近留下清晰的脚印？

通过上面所说的，就知道这个问题的前半句并不成立。

宇航员的脚印看起来很明显，但其实也就两三厘米深。

登月舱着陆到月面后，除去用掉的燃料，剩余重量大约是7000kg，宇航员加航天服的总重大约是150kg，登月舱四个足垫的总面积是2.6m²，宇航员双脚脚印的面积大约是0.06m²，数据不是很精确。不考虑冲击，粗略的算一下两者的压强，可以发现基本相等，所以宇航员能够留下脚印也没有什么可奇怪的。

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补充：

我一开始也以为阿波罗登月舱的足垫都没有凹陷，毕竟质疑派喜欢拿这个当做阿波罗造假的证据，我自然以为他们说的没有凹陷是事实。

所以我一开始对此现象的解释是，阿波罗登月舱触地之后才关机，会把月壤表面的月尘吹散，加之触地速度很小，所以没有留下明显凹陷。

但这样会难以解释为什么可以在登月舱周边留下清晰脚印，除非发动机的推力大小刚好只足以吹动登月舱下面的月尘，但当时查不到确切的数据，对此没有结论。

后来我去查看了阿波罗系列照片，发现很多照片都有明显的凹陷，也去查找了降落过程的资料，对月尘月壤的扰动也有了新的了解。

登月舱发动机的推力很大，在离月面几十米高度时就能看到扬尘，距离月面几米时还会丧失能见度，月壤也受到了明显扰动，但因为阿波罗登月舱是斜向下降落、具有水平速度，对月壤的扰动不会集中体现在降落点。

在降落点附近，支撑架足垫留下的凹陷和宇航员留下的脚印，主要是在月壤上留下的。被吹起的月尘散落情况比较复杂，登月舱附近和较远的地方都有分布。

作者：做你的秒钟（登月释疑(三) 支撑架下月壤凹陷与脚印问题 - 知乎 (zhihu.com)）

参考资料：

[1]https://tech.gmw.cn/2020-12/02/content_34421332.htm

[2]沈祖炜.阿波罗登月舱最终下降及着陆综述[J].航天返回与遥感,2008(01):11-14+27.

[3]黄伟.“阿波罗”登月舱的软着陆支架[J].航天返回与遥感,2013,34(04):17-24.

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