整个登月过程，降落到月球表面与从月球表面升空是最难的 。登月舱分为上升段与下降段，整个飞船下去再起飞是难以完成的，因此只让登月舱自己落地，相对于放了一个小型火箭下去 。登月部分质量的减小意味着升空时所需燃料更少 。由于登月舱质量较小，因此不需要太大、太复杂的基地作为支撑，只需要一个相对简易的发射架 。下降段在降落时通过燃料推进减速，缓落，升空时又充当小型发射架留在月球表面 。
最主要这是在月球升空，月球的引力只有地球的六分之一，而且月球体积更小，意味着环月轨道离地表距离更短，升空距离也就更短 。当上升段点火升空到达环月轨道时再次与指令舱对接，阿姆斯特朗与奥尔德林带着土特产从上升段转移到指令舱中，指令舱与上升段脱离，服务舱点火加速进入地月轨道，抛掉服务舱，只剩下指令舱独自落入大气层中，至此土星五号最终只剩下指令舱返回 。
地月背景的支撑整个过程是在地月系统的背景下，地球引力大，逃逸速度大，月球引力小，逃逸速度小，在系统中地球主导了引力 。月球就像是在斜坡坡顶，一栋建筑的地下一楼，而地球是在坡底，一栋建筑的地下负十楼 。你想带大量物质从地球到月球，你需要非常大的能量，首先负重（燃料与物质）爬十层楼梯到一楼，然后爬坡到月球一楼，你嫌背燃料太累了就把回家的燃料留在了一楼，然后你下楼了，扔下一部分物资，再爬一层楼到一楼，背上回程燃料燃料加速冲向出建筑，扔掉所有东西，一路下坡奔向坡底，用指令舱仅剩的燃料，减速掉回地下十楼的地球 。
美国当时登月后航天员是如何从月球返航的？在月球表面有可以发射的条件吗？
月球是距离地球最近的星球，也是地球唯一的自然卫星，自古以来就被人类作为一个重要的探索目标 。从1959年至今，主要出现过两次月球探测的高潮，第一次是1959年-1976年，在此期间，美国和前苏联为了在太空竞赛中处于领先地位，陆续发射了很多月球探测器，并且都进行了各自的载人登月计划，其中以美国的“阿波罗”计划最具代表性；第二次是1994年至今，以美国、欧空局、中国、日本、印度等为代表的世界主要航天大国都发射了无人月球探测器，并且制定了各自的载人登月计划，其中以美国的“重返月球”计划为代表 。
从人类探索月球的历程可以看出，月球探测是人类航天事业发展的一个重要标志和里程碑，而载人登月作为航天强国地位和综合国力的彰显手段，更是载人航天在未来发展中不克回避的任务之一 。对于载人登月工程来说，其登月飞行器组合体的飞行轨道设计是一个非常重要的环节，与无人登月探测器的飞行轨道相比，载人登月轨道所受约束更为严格，除需满足任务实施的基本要求外，还要对可能发生故障后任务中止的应急返回能力做出考虑，因此，合理的飞行轨道设计是整个载人登月任务得以成功的重要前提 。
在整个载人登月工程中，月面上升段任务是其中最为关键的一个阶段，从飞行轨道的设计来看，其任务是将登月舱从月面发射到指定的环月轨道，并与环月轨道上的返回舱完成交会对接 。环月轨道交会对接与近地轨道交会对接的主要不同之处有两点：一是月球上没有大气，登月舱上升过程不存在阻力，只需要较小的推力即可进入环月轨道；一是月球具有慢自转特性，其自转周期为27天，倘若通过月球来等待共面交会条件，往往需要较长的月面停留时间，为了避免这一问题，登月舱的月面上升需要解决登月舱与返回舱的异面交会问题 。
从载人登月工程的飞行轨道的实施来看，月面上升轨道可以分为：动力上升段和交会对接段两个部分 。动力上升段，登月舱的推力发动机持续点火工作，不断提升登月舱的速度和高度，同时消除与在环月轨道上飞行的返回舱的异面差，最终将其送入与返回舱共面的预定环月轨道 。交会对接段，登月舱的推力发动机将采用脉冲推力模式，通过若干次的轨道机动，使登月舱与返回舱进行准确的交会对接，形成环月飞行组合体 。
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