自嫦娥五號成功在月球挖取兩公斤樣品並安全返回至返回器中後,引發了全世界包括大洋彼岸的廣泛關注,在月壤樣本沒有返回地球之前,有很多國家就已經紛紛表示想要獲得採集的數據,其中就包括NASA。我們都知道大洋彼岸阿波羅載人登月計劃曾帶回了近400公斤月球土壤,我國此次嫦娥五號經過多年準備為何只挖取了兩公斤「土」,是技術落後嗎?
嫦娥五號
嫦娥五號是嫦娥一號到四號的技術積累,經過了「繞、落」兩個步驟,嫦娥五號是月面採集月壤返回地球的收官之作,嫦娥五號著陸器和上升器組合體經過變推力發動機將速度減為零後成功軟著陸月球表面,開啟了月壤採集工作,採集完成後上升器與著陸器分離進入到繞月軌道,與軌道器對接後將月壤樣品轉移到返回器中,而後上升器會脫離,「軌返組合體」會進入到月地轉移軌道,返回器會脫離軌道器並擇機以跳躍式彈道方式返回地球,自此任務結束。
嫦娥五號各系統
嫦娥五號最初制定採集月壤的目標就是公斤級,據探月工程三期副總設計師裴照宇介紹說,以兩公斤作為取樣重量值,設計嫦娥五號探測器的重量就達到了8.2噸,如果增加取樣重量,探測器相應的指標也會大幅增加,這樣就會超過火箭的運載能力,因此兩公斤是較為合理的數值。
嫦娥五號效果圖
蘇聯時期也有探月工程,月球探測器著陸月球採集完月壤後,推進艙和返回艙組合體會在月面點火起飛,然後經過月地轉移軌道返回地球,蘇聯航天局共進行了3次月球著陸取樣計劃,共取回大約300克月壤樣品,單次最高170克。與我國嫦娥五號一次採集兩公斤月球樣品差距比較大。
蘇聯月球探測器
與蘇聯相比,我國一次採集月壤樣品兩公斤可以說是一個創舉,同樣是探測器月球取樣,我國與蘇聯最大的區別就是增加了軌道器,返回艙與軌道器繞月飛行時不需要消耗燃料,重量較小的上升器在點火上升過程中消耗的燃料較少,因此增加了運載能力。
上升器點火起飛
大洋彼岸之所以能夠一次採取幾十甚至上百公斤月壤樣品,這也要歸功於超級重型火箭土星5號,土星5號最大起飛重量達到了3000噸以上,一次最大能夠將重達近130噸的物體運向太空,因此將太空人送上月球並安全帶回上百公斤的月壤樣品並不在話下。
土星5號火箭
與阿波羅登月取樣不同的是,我國嫦娥五號此次選擇登錄的地點是在月球面向地球一側的風暴洋火山區內,這是月球地質構造獨特的地帶,距離阿波羅登月地點上千公裡,這是人類探測器第一次光臨該地區,因此在這裡取樣對研究月球具有重要意義。
嫦娥五號和阿波羅登陸地點
在我國嫦娥五號月球返回地球前,已經有多個國家表示想要,那麼我們會贈予哪些國家呢?首先會是美國,由於在1978年我國曾獲得NASA贈送的1克月球巖石樣品,並且基於這些樣品發現很多重要數據,因此作為回報我國應該會回贈,至於重量我國也自會有所考慮。
月巖樣品
其次會是俄羅斯,我國與俄羅斯在航天領域合作已轉入戰略階段,準備在登月計劃和國際空間站進行深入合作,此前俄羅斯科學院月球和行星地球化學實驗室主任葉夫根尼·斯柳塔表示,嫦娥五號採集的月壤樣品的風暴洋火山區是地質學界和科學界最受關注的地點之一,對那裡運回的土壤非常感興趣,非常希望能夠從最高獲得月壤樣品,當然世界上任何一位科學家,包括歐洲人和美國人。
國際空間站