嫦娥五號將重返月球!返回艙著陸後,軌道器將回到月球軌道!

2020-12-15 星辰大海路上的種花家

嫦娥五號軌道器返回在即,這次登月組合體中的著陸器被丟棄在月球上了,上升器也因為清理月球軌道的原因於12月8日撞毀在月球南半球,太空中嫦娥五號系列將只剩下軌道器一根獨苗!

那麼迎接它的命運將會如何呢?墜入地球大氣層還是另有安排,它將著陸器帶回地球後還能幹點什麼,要是在大氣層中被燒掉實在是太可惜了!

嫦娥五號還能飛回月球嗎?

我們先給出答案,嫦娥五號飛回月球軌道一點問題都沒有,但前提是在近地軌道上稍稍調整一下軌道!

很多朋友肯定會很好奇,這嫦娥五號都回到地球附近了,怎麼還能回到到月球?道理並不複雜,我們先來說說嫦娥五號是怎麼飛離地球的!2020年11月24日嫦娥五號在長徵五號直接將嫦娥五號送入了地月轉移軌道,此時它的速度已經超過了環繞速度7.9千米/秒,已經接近了11.2千米/秒的地球逃逸速度!

這條軌道的遠地點在月球軌道附近,因此當四天後嫦娥五號到達遠地點時,月球剛好到達這裡,因此稍稍減速即可讓月球引力捕獲成為環繞月球軌道的太空飛行器,再將捕獲軌道的大橢圓修正成400千米的圓形軌道,

嫦娥五號的軌道器和返回器組合體將在這條軌道上等待著陸器和上升器在月面執行完任務和它對接:

2020年12月1日,嫦娥五號著陸器與上升器著陸成功

2020年12月1日,嫦娥五號著陸器和上升器組合體完成了月球鑽取採樣及封裝

2020年12月3日,上升器點火脫離著陸器起飛上升離開月面

2020年12月6日,上升器與軌道器對接並成功轉移樣品

2020年12月12日,軌道器與返回器第一次地月轉移軌道調整,從圓形軌道調整為近月點為200千米的橢圓軌道,擇機進入月地轉移軌道

這個擇機是啥時候呢,筆者推測大約是13日,也就是周日某個時候!它將在近月點加速,一直將軌道提升至遠月點接近地球,由於這是在地球引力場內的測地線運動,它的速度會越來越快,而無論這個探測器的速度是多少,只要它能從無限遠的地方返回地球,那麼它最終的速度至少也是第二宇宙速度!

很簡單,因為它逃離地球的速度就需要第二宇宙速度,從無限遠處返回,那就具有逃離時積累的勢能,從月球軌道返回,近地點的速度是接近第二宇宙速度的。嫦娥五號試驗飛行器T1小飛,它在2014年返回時在南大西洋上空被釋放時的速度為10.8千米/秒,這個速度還是小飛反向彈離軌道器減速後的速度,所以軌道器速度還會更快一些。

這個速度足以讓軌道器重新回到月球,但如果軌道器不做任何操作,那麼它將成為近地點為地球遠地點在月球軌道附近的地球人造衛星,無法再被月球捕獲,因為經過返回的四天時間,月球已經不在那裡了!

按月球軌道速度計算,它在四天的時間大約要經過35萬千米,所以嫦娥五號軌道器的至少要將軌道的軌道進動朝月球前進方向調整大約53度左右,才能趕上軌道器到遠地點時候剛好被月球引力捕獲。

所以只要稍稍調整下軌道器的參數,嫦娥五號軌道器仍然可以重新回到月球軌道!

嫦娥五號軌道器還能幹嗎?

嫦娥五號即將完成任務,軌道器還能幹嗎呢?因為它搭載了大量的探測設備,如果廢棄實在是太可惜了,我們來看看2014年搭載小飛的嫦娥五號試驗飛行器服務艙的是怎麼個徹底利用法的!

1、T1飛行器小飛於2014年11月1日降落在內蒙古烏蘭察布市四子王旗預定降落點;

2、11月27日,軌道器回到地月拉格朗日L2點李薩如軌道運行,在L2點運行到1月4日,服務艙脫離L2點;

3、1月11日第一次近月制動,計入300*200千米的大橢圓環月軌道,後續繼續兩次近月制動後進入高度為200千米,傾角為43.7度的圓形軌道!

4、2月8日進行了調相試驗以模擬嫦娥五號軌道器遠程導引、同年3月份上旬將再進行一次在月軌的虛擬交聯中繼接遠距離導引試驗以模擬嫦娥五號上升器遠程導引。4月份服務艙將會逐漸降低軌道至100公裡,至50公裡,至15公裡,並為嫦娥五號預定的著陸採樣區(風暴洋)進行高清拍攝;

後續近月制動的意圖都說清楚了,模擬上升器遠程導引和為嫦娥五號著陸地拍攝高清月面照,以供數據分析使用,那麼去L2點並且還以李薩如軌道運行是為啥呢?

這是為嫦娥四號的月球南極艾肯特盤底登陸探路,因為月球背面的艾肯特盆地登陸必須使用中繼衛星在地球和月球背面之間提供中繼通信服務!

嫦娥五號還能幹啥呢?

首先它也具有導引上升器起飛等測控轉發功能,還有數據中繼通信功能,當然這些似乎沒啥用處了,不過也可以讓嫦娥五號軌道器和嫦娥四號之間做數據中繼測試,為未來的火星通信中繼測試(火星自轉,會導致通信中斷,著陸時最好有中繼通信服務)。

「伊娃」和「瓦力」為洞察號中繼通信

儘管嫦娥五號軌道器搭載的設備並沒有公布,不過我們也可以推測常規任務中包含的有高清CCD相機以及光譜分析等相關設備,可以對月球資源做相關普查,以及嫦娥六號月球南極探測的月面南極精細照片以供分析(必須轉為極軌)

另外為保障地月通信順暢,應該也有太陽風離子探測器,對月球表面一個著名測磁異常區域探測等,嫦娥五號的軌道器相當於一個月球軌道的探測器,它的剩餘燃料可以保證它工作很久,所以徹底利用它,為以後的登月任務做更精細的任務。

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