有趣的动手玩:用实验看阿波罗11号与嫦娥三号登月下降照片

事情的起因是感悟长时段LUO在鹰击长空的《奥尔德林那张著名照片是在地球上拍到的吗?》中质疑

”我的结论是:关闭引擎后,登月器几乎自由落体着陆,落地动量不会是0吧,美国支撑照片中的脚印和探测杆陷入月壤的状况表明,此处有相当厚度月壤,受到支撑冲击时必会形成肉眼可见的月壤被抛开的物理效应,怎么可能象照片中周边那么干净,完全没有抛开月壤?所以此处有疑问。 ”

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我对此的回复是:

登月舱在月面降落过程,都会经历最后阶段的悬停、关闭发动机、自由落体降落这三个过程。我们简化一下当时的力学分布。会不会形成你看见的月壤抛撒,可以认为登月舱降落到月面的冲击力,与缓冲器支撑构成的压强作用的结果。以嫦娥三号和阿波罗11号做对比,假设它们降落的位置月壤成份相同,冲击力由悬停高度和登陆器重量所具有的势能决定,嫦娥三号重3.7吨,悬停高度4米,缓冲器足垫直径318mm,阿波罗11重15吨,悬停高度1米,缓冲器足垫直径940mm,则可计算冲击强度:(质量x高度)÷(πR2)。

嫦娥三号3.7x4=14.8÷(159x159xπ)

阿波罗11号15x1=15÷(470x470xπ)

由上可知,阿波罗11号的冲击强度只有嫦娥三号的大约八分之一。不可能形成嫦娥三号相似的抛溅效果。

感悟长时段LUO始终认为,他看见的是“没有抛开月壤”。当然,他也没有看见嫦娥三号支撑起足垫到底陷入月壤有多少,并说:“与此无关的我不关注考虑,也不想被你转移话题”。

好吧,那就做个实验看看吧,能不能证明感悟时常段luo洋洋得意的说“可惜你的“千呼万唤始出来”的用公式数字论证的结果,却是加强了我的结论”(虽然我认为他的结论完全不符合科学)。

再次声明一遍,本人是文科生,物理和数学就学到高中且之后再也没有用过,公式构想肯定充满了错误,实验用的材料不是实验室里的,而是居家能找到的。

实验材料:一缸大米,四份利乐砖包装牛奶,一把椅子

记录工具:华为荣耀Note10

实验方法:大米平铺,包装牛奶分成2组,一组串联,一组并联,椅子用作高度计,自由落体两组牛奶,记录陷入大米程度和大米抛散形态。

第一组串联:

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第二组并联

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结论:相同冲击强度,接触面积越大(实验为4倍),冲击效果越弱。并联组陷入深度明显低于串联组。与冲击造成的大米抛撒会在较远的地方形成规则形状,同样并联组现象发生程度明显少于串联组。

有兴趣的网友可以自己重复这个实验以验证。

另无论是阿波罗还是嫦娥,登月器设计时都需要对登陆点月壤能否支撑登月器论证与实验。

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