長徵五號重800多噸嫦娥五號重8噸 只挖兩公斤月壤 不浪費嗎

2021-01-10 網易

  這些天來,嫦娥五號一直牽動著無數國人的心,人們翹首以盼。嫦娥五號任務作為目前嫦娥工程最複雜的一次任務,也是收官之戰,寄託著無數國人的希冀和對月球的嚮往。

  關注度越大,關注人越多,對於嫦娥五號的相關問題也就越多。這不,就有網友質疑去一次月球那麼難,為什麼長徵五號起飛重量達800多噸,嫦娥五號卻只挖兩公斤月壤呢?怎麼不多挖點?


引言

  從1969年到1972年,美國六次阿波羅計劃,共從月球表面上帶回了總重量約為381.7公斤的月球巖石和其它沙塵等樣本。刨除沙塵、巖芯等樣本,單單統計巖石,也有268公斤。


  著陸點

  其中,阿波羅11號帶回來50顆巖石,重量9685.717克;阿波羅12號帶回來49顆巖石,重量27683.04克;阿波羅14號帶回來151顆巖石,重量28629.81克;阿波羅15號帶回來267顆巖石,重量58578.16克;阿波羅16號帶回來544顆巖石,重量70069.321克;阿波羅17號帶回來355顆巖石,重量73712.513克。總計收穫11396顆巖石,總重量為268357.561克。(這個數據是統計巖石的數據,下圖為總體樣本的數據,讀者朋友可以對照來看


  相關統計

  通過數據,我們可以清晰地發現,美國阿波羅計劃每次任務採集的月巖,都比嫦娥五號採集的多,那為什麼美國能採集這麼多,而中國現在暫時做不到呢?

  長徵五號運載能力有限

  眾所周知,土星五號運載火箭是歷史上最大的火箭前無古人是肯定的,後面有沒有來者就不知道了,反正美國直到今日也沒再造過。


  土星五號運載火箭

  土星五號身高110.6米,直徑10.1米,質量3039噸,共有3級,它的定位是不可重複使用的超重型運載火箭,近地軌道有效載荷能達到119噸。

  長徵五號,暱稱胖五,身高56.97米,直徑5米,質量867噸,火箭級數根據任務不同會有變化,它的定位是可/不可重複使用的重型火箭,近地軌道有效載荷能達到25噸。


  胖五

  從基礎條件來看,土星五號就已經碾壓胖五。不過這個不能怪胖五,土星五號確實比世界上其它運載火箭都厲害。它從1967年首飛至今,依然保持著最大運載能力火箭的世界紀錄,也是同時期美國第二強火箭土星1號B和蘇聯同時期最強火箭質子-K運載能力的7倍,即使放到21世紀,也是近乎碾壓的存在,它也是21世紀最強火箭重型獵鷹的2倍運力。

  取土並不一定越多越好

  我們都知道,在1978年,美國在與中國即將建交之際,向中國贈送了1克月巖。雖然很多人都表示美國太小氣了,只有區區一克,太扣扣索索了,但實際上這一克月巖意義重大。


  根據對月巖的結構構造、成分分析、巖石學、礦物學、月巖的衝擊效應、10多種主要元素、30多種微量元素和月巖所處的物理化學環境等的分析和研究,在工作中採用了掃描電子顯微鏡、電子探針、質子激發X射線、放射化學分離中子活化分析、儀器中子活化分析、快中子活化分析、火花源質譜、穆斯鮑爾譜、電子能譜及熱釋光等先進的手段,開展了多學科的綜合研究。而這一過程也被生動地記錄在相關論文中。

  研究月巖(壤)能夠讓我們理解月球自身的地質歷史和演化,推測其它類地行星的演化,估算太陽系各行星的隕石坑年齡及地殼年齡。此外月壤當中有著很重要的燃料氦-3,氦-3是一種非常好的核聚變材料,月球上氦-3的儲量大概有100萬到500萬噸,而地球上僅僅只有15噸左右,這麼強烈的對比,這麼大的量,這麼多的能源儲備非常誘惑人。


  月球上氦-3分布圖

  這小小一克月巖,就讓我國的科學家們作出了10多篇論文,歐陽自遠院士對月巖展開深入研究,後來成為了「嫦娥之父」、中國月球探測首席科學家。而月巖對世界上其他科學家同樣有著十分重要的作用。


  歐陽自遠院士已85歲高齡

  

截至2015年,各地的科學工作者利用阿波羅帶回的巖石等資料,總共發表了超過2500篇科學論文。現在NASA的外星物質管理與分析計劃小組(CAPTEM)每年會批准大概100人次的訪問需求,另外還會收到來自全球100多個實驗室的樣本研究請求,每年會有500個左右的樣本最終用於外借給其它實驗室做研究或教學。如果要借的月球樣本少於10克,樣本庫會通過掛號信直接寄給國內實驗室,或者用特殊方式寄到國外的實驗室。如果大於10克,通常會要求研究人員或指定代表來實驗室帶走。

  我們可以看到,僅僅是一克月巖,就發揮了如此大的作用,更不用說兩千克了。兩公斤的量已經足夠實現技術驗證、採樣科研等,附帶提升國際聲望,還可以送一部分給友好國家用作科研。

  都希望多取點月壤,但為了嫦娥五號的整體計劃能夠順利完成,少取點就少取點,完全夠用!

  第一次取土以穩為主

  如果想多取點土,那麼勢必會影響到採集器的大小。以2公斤的採集量來設計嫦娥五號探測器,其總重量就達到了8.2噸。再增加的話,一方面總重量會增加,另一方面體積也會增加,進一步影響到整個設計層面,影響探測器的各個指標,推進器會增加,燃料使用也會變多。到了一定程度,就會超出火箭的運載能力。


  嫦娥五號探測器

  大家都知道,嫦娥五號是我國最複雜的航天任務,從嫦娥五號從發射入軌到返回器再入回收,共經歷11個飛行階段:發射入軌階段、地月轉移階段、近月制動階段、環月飛行階段、著陸下降階段、月面工作階段、月面上升階段、交會對接與樣品轉移階段、環月等待階段、月地轉移階段和再入回收階段。有這麼多繁瑣的階段,如果探測器太過龐大,不利於這些任務的順利完成。


  11個飛行階段

  此外,印度、以色列等國探月失敗的前車之鑑,也讓科研人員更加警醒,月球探索依舊困難重重。對比蘇聯獲得的月壤樣本,他們第一次只取了101克的土,通過「月球16號、20號、24號」三個無人探測器取回共326克珍貴的月壤。在橫向比較中,在無人月球探測器取土這一方面,中國絕對是處於世界領先地位


  印度月船2號在距月球2.1公裡時失聯

  雖然我國有過好幾次軟著陸的經驗,但這次畢竟要「帶土返回」,任務複雜程度不可同日而語。而作為收官之戰,自然以穩為主,不管挖多少土,能夠順利帶回來就是成功了!

  總結

  前不久「奮鬥者」號在馬裡亞納海溝成功坐底,深度達到10909米,不僅僅只是到達海底,更是進行了多種相關海底實驗,為我國深海探測取得了不少一手資料,加深了實踐經驗。


  奮鬥者號成功坐底

  而今朝長徵五號成功發射,將嫦娥五號送入指定軌道,進行一系列的月球探索相關活動,將開啟我國首次地外天體採樣返回之旅。時隔44年再次去月球挖土,寄託的不僅僅是廣大國人的期盼,更承載著全人類對於月球探索的希冀。

  嫦娥五號和奮鬥者號都是中國科技的集大成者,展現了我國科研人員的風範。從無到有、從零到一,他們不僅僅沉心科研、幾十年如一日,還面臨著國外的技術封鎖、求學無門,但是這些困難都被一一克服,感謝背後的科技工作者們,讓我們一次次地為祖國的發展和進步感到自豪!




  可上九天攬月,可下五洋捉鱉,談笑凱歌還。祝願嫦娥五號早日凱旋!據了解,月壤中的一份將保存在湖南,相信這也是對毛主席的一種告慰。

  這盛世,如您所願!


特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺「網易號」用戶上傳並發布,本平臺僅提供信息存儲服務。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相關焦點

  • 發射重量870噸,為啥回來只有一個小罐罐,嫦娥五號任務有多難?
    這裡說的小罐罐是指嫦娥五號探測器上一個小小的返回器,沒找到資料說明這個返回器有多重,但我想頂多也就幾百公斤吧,而且這幾百公斤回到地球只是為了送回那2公斤月樣。發射嫦娥五號上天的長徵五號遙五火箭起飛重量為870噸,最終就是為了這2公斤。那麼其餘的幾百上千噸重量哪裡去了呢?
  • 嫦娥五號中的「高科技」:鑽頭可鑽8級硬度巖石 46公斤承力球冠能...
    而一些高、精、尖的「黑科技」也在嫦娥五號上首次使用。比如,由獨特材料製成的鑽取系統,鑽頭可鑽8級硬度巖石,可針對不同顆粒度月壤切削、撥、擠、排能力,雙排出刃形成多個切削麵;獨特設計的軌道器系統,46公斤承力球冠能承載3噸重貯箱,堪稱「雞蛋殼上掛秤砣」;特殊材料製成的插座,重量不到50克,卻耐寒耐熱耐腐蝕。嫦娥五號探測器,可以說集合了各項頂尖高科技。
  • 飛那麼遠,嫦娥五號為啥只擬帶回2公斤「土」?
    12 月 1 日 23 時 11 分,嫦娥五號探測器成功著陸在月球正面西經 51.8 度、北緯 43.1 度附近的預選著陸區,並傳回著陸影像圖。文 | 林鈴錦本文由 " 觀察者網 " 網站轉載自央視新聞客戶端,原文首發於 2020 年 12 月 2 日,原標題為《" 嫦五 " 落月 為何只擬獲取 2 公斤樣品帶回地球?》,不代表瞭望智庫觀點。
  • 月面「挖土」,嫦娥五號用這招就夠了
    為何嫦娥五號任務此次選擇了兩種採樣方式「挖土」?有人採樣和無人「挖土」有哪些差異?中國首次去月球「挖土」又有哪些重大意義呢?為何選擇兩種「挖土」模式據國家航天局介紹,嫦娥五號探測器自動採樣任務採用表鑽結合,多點採樣的方式,設計了鑽具鑽取和機械臂表取兩種「挖土」模式。
  • 去月球挖土的「嫦娥」如何帶著月壤安全回家
    「將月壤樣品帶回地球,讓科學家進行系統、長期的實驗室研究,分析月壤的結構、物理特性、物質組成,可以深化月球成因和演化歷史的研究,為和平利用空間資源貢獻中國智慧。」航天科技集團五院嫦娥五號探測器副總設計師阮劍華說。  月球,我們已去過多次,但去月球自動採樣並帶回地球,以前沒做過。嫦娥五號任務的複雜性和難度,可以用五個「首次」來詮釋。
  • 嫦娥五號|揭秘「嫦娥」坐騎:胖五火箭
    錢江晚報·小時新聞記者 陳曦 章咪佳 陳偉斌 通訊員 高崇芮長徵五號系列火箭包括長徵五號火箭、長徵五號B火箭。長徵五號火箭是我國首型5米芯級直徑的新一代大推力運載火箭,地球同步軌道運載能力可達14噸級水平,近地軌道運載能力可達25噸級,運載能力、運載效率等重要性能指標均居世界先進水平。
  • 嫦娥五號哪天能到家,還需經歷多少關卡,以什麼姿態返回?
    嫦娥5號返回地球共需要多少天?嫦娥五號整體任務需要約23天,高速通道行程只要4天。我們來看一下嫦娥五號迄今為止的行程:北京時間11月24日4點30分,嫦娥五號搭載長徵五號遙五火箭從中國文昌航天發射場順利升空,龐大的遙五把嫦娥五號護送進入軌道就完成任務了。當日22點06分,嫦娥五號完成了第一次軌道修正,就是對準了去月球的那條高速路。
  • 嫦娥五號為什麼要踩兩次剎車?成功實施近月制動的嫦娥五號什麼時候...
    此前嫦娥三號、嫦娥四號只需一次制動,由於嫦娥五號重量大、推力小,所以要通過兩次制動。   嫦娥五號儘管已經成功進入月球軌道,但是嫦娥五號探測器後續還需進行一次近月制動,將軌道調整到可以執行著陸等動作的高度。
  • 從挖土到運輸,嫦娥五號的「黑科技」有多強?
    嫦娥五號通過機械臂表取、鑽具鑽取,通過深鑽、淺鑽、「鏟土」「挖土」「夾土」等各種方式,實現了多點、多樣化自動採樣。目前,它已經把樣品打包裝好,準備背著它們離開月球。  這麼複雜的工作,它是怎麼完成的?  嫦娥的「手臂」指哪挖哪  挖土無疑是件揮汗如雨的體力活。嫦娥五號「挖土」的畫風又是如何?
  • 探月「三步走」 收官「有看頭」——中國探月工程嫦娥五號任務正式...
    長徵五號遙五運載火箭拖著長長的尾焰,用巨大的轟鳴打破海岸邊夜的寧靜,全速託舉中國探月工程嫦娥五號探測器划過夜空,邁出中國首次地外天體採樣返回的第一步。這是中國探月工程「繞、落、回」三步走中的收官之戰,更是中國航天領域迄今為止最複雜、難度最大的任務之一。按照計劃,嫦娥五號將成為中國首顆從月球採樣後起飛的探測器,還將帶著自動採集的約2千克月壤歸來。我們為什麼要去月球「挖土」?
  • 嫦娥五號「挖土」歸來,探月任務圓滿成功,採樣土壤重1731克
    經歷23天漫長等待,嫦娥五號為我們帶回了來自月球的巖石與土壤。月球的巖石和土壤,被認為對於研究太陽系有特殊的價值。全國空間探測技術首席傳播專家龐之浩介紹,月球沒有大氣層保護,所以月表的月壤是受地外星體撞擊,以及受到宇宙射線輻射和太陽風轟擊等空間風化作用後形成的。
  • 嫦娥五號「回家」之際,「嫦娥之父」有話說
    【環球網軍事/航空報導】攜帶此前採集的月壤樣品的「嫦娥五號」軌道器和返回器組合體目前正在從月球返回地球的途中。待組合體飛行到距離地球5000公裡的高度時,承擔地月往返運輸任務的嫦娥五號軌道器將與返回器分離,返回器將獨自攜帶月壤樣品在內蒙古四子王旗著陸場著陸。
  • 長徵五號運載火箭對於我國有多重要?胖五大揭秘,了解一下!
    2019年12月27日,長徵五號運載火箭復飛成功。今天,我們就來聊一聊我國新型重型運載火箭長徵五號。長徵五號相比於發射神舟飛船與天宮實驗室的長徵二號F以及讓嫦娥三號四號月球著陸的金牌火箭長徵三號乙,大家可以從視覺中就能看出來,長徵五號比它們胖得多,芯級中間那一部分,直徑達到了驚人的5米,但同時5米直徑的火箭芯級帶來了新的問題
  • 科普丨嫦娥五號是怎麼去月亮上「挖土」的?
    2020年11月24日,長徵五號遙五運載火箭搭載嫦娥五號月球探測器成功發射並進入預定軌道。標誌著我們已經進入了全新的太空探索時代。 嫦娥五號任務的科學目標主要是: 開展著陸點區域形貌探測和地質背景勘察,獲取與月球樣品相關的現場分析數據,建立現場探測數據與實驗室分析數據之間的聯繫; 對月球樣品進行系統、長期的實驗室研究,分析月壤結構、物理特性、物質組成,深化月球成因和演化歷史的研究。
  • 嫦娥五號探測器成功在月球著陸 「挖土機」開工大吉!
    圖說:嫦娥五號探測器動力下降過程降落相機拍攝的圖像 來源/國家航天局(下同)穩穩地,「仙女」降臨月宮。北京時間12月1日23時11分,嫦娥五號探測器成功著陸在月球正面西經51.8度、北緯43.1度附近的預選著陸區,並傳回著陸影像圖。成功著陸後,著陸器在地面控制下,將正式開始持續約兩天的月面工作。
  • 別吵啦~嫦娥五號帶回來的「土」不能種菜,但是有這些用途...
    同時,嫦娥五號返回器圓滿完成月球「挖土」,帶著月球「土特產」順利回家。  這是1976年蘇聯月球24號帶回100多克月球樣本以來,人類再一次得到來自月球的「土」。  除了令人振奮的消息,返回器的造型也掀起了一陣熱潮......
  • 嫦娥五號年內升空 為什麼要去月亮上"挖土"?
    嫦娥五號年內升空 為什麼要去月亮上"挖土"?從1969年到1972年,美國共完成6次載人登月,共帶回約382公斤月球樣品,獲取了大量科學成果。時隔半個世紀,中國終於也要採集月壤了。按照計劃,我國將於2020年10月底發射嫦娥五號探測器,通過鏟取、鑽取兩種方式,採集月球樣品並帶回地球。我們為什麼要萬裡迢迢去月亮上「挖土」?這些樣品能發揮什麼作用?今天,我們一起去探尋。
  • 嫦娥五號今夜回家!
    嫦娥五號今夜回家!在2020年11月24日發射升空後,23天過去了,嫦娥五號歷經艱險,飛往月球,著陸後採集月壤成功後任務終於迎來了尾聲,最後的任務是再入返回地球。嫦娥五號使用的返回技術是「打水漂」,由於返回地球時速度達到了第二宇宙速度,一次再入大氣層會產生大量衝擊和高熱,就必須利用打水漂的方法兩到三次進入大氣層,這對於嫦娥五號進入大氣層的速度和角度要有精確的控制,預計今晚嫦娥五號在阿拉伯海附近首先進入地球大氣,然後彈回宇宙後再入大氣,兩次後將在內蒙古四子王旗著陸場精確著陸。預計著陸時間是17日凌晨1:30-2:10分左右。
  • 科技日曆 |「神八」追吻「天宮一號」八周年,長徵五號「大火箭...
    而在8年前和3年前的同一天,「神八」追吻「天宮一號」、長徵五號「大火箭」首飛成功這兩項成就同樣讓世界矚目。「神八」追吻「天宮一號」2011年11月3日,8年前的今天,「神八」與此前發射的「天宮一號」目標飛行器進行了空間交會對接。這是中國首次空間交會對接試驗,也是突破和掌握空間飛行器交會對接技術的一次關鍵之戰。
  • 嫦娥五號歸來,「胖五」又將迎來新任務,吹響中國空間站集結號
    隨著「嫦娥五號」登月歸來,世界各國再度將目光聚焦中國。作為目前全球航天領域的探索先鋒,我國在航天事業戰略上循序漸進,一系列發射任務正在緊鑼密鼓地安排推進。據悉,此前完成發射「嫦娥五號」任務的「胖五」長徵五號又迎來了新任務。明年,它將把我國下一代空間站核心艙「天和」送入太空。