美国半个多世纪前就实现了载人登月，当时宇航员如何返回地球的？

1969 年 7 月，阿波罗 11 号宇航员阿姆斯特朗踏上月球表面，迈出 “人类的一大步”。

但比登月更惊险的，是如何从荒芜的月球返回地球 —— 这个没有机场、没有发射塔的星球，半个多世纪前的人类，靠一套精密到极致的 “月球返程系统”，完成了这场跨越 38 万公里的 “星际归途”。要理解这一过程，需拆解从月面起飞到地球着陆的每一个关键环节，看当时的航天技术如何突破 “无依托返回” 的难题。

宇航员返回地球的第一步，是从月球表面 “起飞”。

阿波罗飞船的登月舱由两部分组成：“下降级” 负责带着宇航员着陆月球，装有 4 条着陆腿和下降发动机；“上升级” 则是返程的 “核心工具”，配备了一台上升发动机、导航系统和小型座舱。

当完成登月任务后，宇航员进入上升级，点燃上升发动机 —— 此时下降级会作为 “发射台” 留在月球，上升级依靠发动机产生的推力（约 15.6 千牛），克服月球仅地球 1/6 的引力，从月面垂直起飞。

这一过程的难点在于 “无地面控制的自主起飞”。月球与地球的通信存在约 1.3 秒的延迟，地面指挥中心无法实时操控起飞，所有操作必须由上升级的导航计算机自主完成。计算机通过陀螺仪、加速度计和雷达，精准测量飞行姿态和高度，确保上升级沿着预设轨迹上升，最终进入距离月球表面约 110 公里的 “月球轨道”，与一直在轨道上等待的 “指令舱”（携带返回地球的主推进系统）对接。

轨道对接是返程的 “生死关卡”。

指令舱由一名宇航员留守（如阿波罗 11 号的柯林斯），保持在月球轨道稳定飞行；上升级进入轨道后，需要通过雷达定位指令舱，调整速度和姿态，最终实现两者的 “精准对接”—— 对接误差需控制在几米内，否则上升级将无法与指令舱结合，宇航员也无法进入指令舱返回地球。

对接成功后，宇航员将月球样本和设备转移到指令舱，随后抛弃上升级（上升级会在月球引力作用下撞向月球表面），指令舱则开启主发动机，脱离月球轨道，踏上返回地球的旅程。

从月球返回地球的 “地月转移” 阶段，依靠的是 “引力弹弓” 与发动机推进的结合。指令舱先在月球引力作用下获得初始速度，随后主发动机点火，将飞行速度提升到 “月球逃逸速度”（约 2.4 公里 / 秒），进入一条朝向地球的椭圆轨道。

在为期约 3 天的返程中，指令舱无需持续开机，仅需通过小型姿态调整发动机修正轨迹，利用惯性飞向地球 —— 这一过程中，宇航员会经历长时间的 “失重状态”，靠携带的压缩食品和水循环系统维持生存。

最惊险的环节是 “穿越地球大气层”。当指令舱接近地球时，会以约 11 公里 / 秒的 “第二宇宙速度” 冲入大气层，高速与空气摩擦产生的热量，会让指令舱表面温度飙升至 1600℃以上，足以熔化钢铁。为保护舱内宇航员，指令舱设计了 “烧蚀式防热盾”—— 防热盾表面覆盖的特殊材料（如酚醛树脂复合材料）会在高温下逐渐燃烧、汽化，通过 “牺牲自身” 带走热量，确保舱内温度始终维持在 30℃左右。

同时，指令舱需要以 “精准的角度” 进入大气层 —— 若角度过陡，会因摩擦时间过长导致防热盾过热失效；若角度过缓，则会被大气层弹回太空，无法着陆。经过多次计算，科学家将进入角度控制在 “5.5°-7.5°” 的狭窄范围内，指令舱在大气层中经历短暂的 “黑障区”（通信暂时中断，约 3-5 分钟）后，速度逐渐降低到亚音速。

最后阶段是 “降落伞着陆”。当指令舱下降到距离地面约 10 公里时，先打开引导伞，拉出减速伞，将速度从数百公里 / 小时降至约 100 公里 / 小时；随后减速伞分离，主降落伞（由 3 顶直径约 35 米的巨伞组成）打开，进一步减缓下降速度。当距离海面约 1.5 公里时，指令舱抛弃防热盾，露出底部的着陆缓冲火箭；在接触海面的瞬间，缓冲火箭点火，抵消最后的冲击力，确保指令舱平稳着陆在海洋中（阿波罗任务均选择海洋着陆，便于回收）。