嫦娥五號將落月挖土,和日本小行星採樣相比,究竟誰難度更大?

2020-11-24 騰訊網

「挖土黨」嫦娥今天晚上就要出發了......抱歉，是明天凌晨，別搞錯了，是今天晚下半夜！為啥要再三強調呢，因為馬大哈的筆者買的火車票就是這樣過期的，嫦娥五號預計在24日（周二）凌晨4時25分至5時15分發射，順利的話下個月某天，我們就能親眼見證從月球回來的月壤樣品了！

嫦娥五號月球採樣到底有多難？

嫦娥五號是中國嫦娥系列的收官之作，一號和二號繞月探路，三號登陸虹灣，三號備份四號登陸月球背面的南極艾肯特盆地馮卡門撞擊坑，五號從登陸月球，並且採樣返回地球！

一個完美的循環，而嫦娥五號也將馬上出發，它未來在哪裡登陸，難度究竟有多大，這月球直徑只有3470千米，表面積3800萬平方千米，也就比非洲大一點，這落下去，會在阿波羅登月的附近嗎？不妨順便證明下美國人在半個多世紀以前到底等月沒？

嫦娥五號登陸地：風暴洋北部

風暴洋在月球正面左上角位置，詳細地點是在北部的呂姆克火山附近！月面坐標為北緯40.8°、西經58.1°，它是風暴洋北部一座高大的山脈，底部直徑達到了70千米，最高處大約為1100米以上。j距離嫦娥五號登陸地距離嫦娥三號確實不太遠！

嫦娥五號登陸地

從月球全圖上看，和三號真的很近，也就隔這個半個月球高原地帶而已！但很可惜嫦娥五號沒有帶月球車，要不然可以派出月球車去看看它的前輩三號，當然開玩笑了哈，這個距離在月球上至少也就數百千米，小兔子一年就跑幾百米，這得跑到猴年馬月啊！

登月詳細地形以及幾個備用登陸點

有阿波羅飛船在附近著陸嗎？

很抱歉沒有，阿波羅登月任務中沒有一個靠近風暴洋的，基本都幾種在正面正中附近，如下圖：

當然咱也沒空去理會阿波羅登月真假的問題，畢竟都已經成為公論，再有就是人家的事情，愛咋咋地，咱還是把自己的樣品取回來才是王道！

嫦娥五號取樣到底有多難？

繞月、落月、月球車分離，咱已經執行過兩次，每次都非常順利，可以說是輕車熟路，但登月範圍完全不同於前幾次任務，反而和阿波羅載人登月非常相似，兩者結構幾乎就沒有區別！

任務不同一：發射時質量更大，嫦娥5號重達8.2噸，而三號四號則只有3.8噸。

任務不同二：月球軌道上會留存軌道器和返回器，然後著陸器和上升器分離著陸月球；

任務不同三：任務完成後，上升器會以著陸器作為發射平臺，脫離月面返回月球軌道；

任務不同四：月面採樣任務和月球軌道樣品交接，前者會打孔深入月面以下2米取樣，後者需要在月球軌道上交接樣品，流程複雜，難度極高。

任務不同五：對接，上升器需要和軌道器對接後才能轉移樣品，月球軌道上對接，還是第一次操作，還要保證樣品正常交接，同樣是重中之重！

之後的返回，2014年10月嫦娥五號T1飛行試驗器小飛已經走過一次了，咱就不多說了，儘管難度也很大，但第二次執行總比第一次要容易些！

阿波羅登月飛船發射後的狀態變化，順序1、發射，2、近地軌道，3、月面登陸，4、月球軌道對接

嫦娥五號任務狀態變化

與日本的「龍宮」彗星採樣相比，誰更難一些？

2014年12月3日，日本隼鳥二號在種子島被H-IIA火箭發射升空，目標是編號為162173 Ryugu的小行星，它是一顆阿波羅型小行星，遠日點1.415AU，近日點0.963AU，和地球軌道相交，它於2019年2月22日，隼鳥2號成功登陸小行星「龍宮」（Ryugu），發射大金屬彈製造出人工隕石坑。

2019年7月11日，隼鳥2號二度成功登陸小行星「龍宮」成功採集樣品後，在小行星附近繼續深入探測，2019年11月13日，隼鳥二號開啟離子發動機，準備返回地球，預計將於2020年12月底在澳大利亞中南部的伍麥拉伍麥拉火箭試驗場著陸！

嫦娥五號和龍宮小行星採樣相比，誰的難度更大？

月球採樣的國家除了前蘇聯和美國以外，暫時還沒有第三國，當然嫦娥五號成功了就是老三，而小行星採樣，2003年5月9日發射的隼鳥號是第一名，當然這個是日本的探測器，2016年9月8日發射的美國的奧西裡斯-REx探測器在小行星101955（貝奴）採樣後將於2023年返回！

按時間上算隼鳥號第一，隼鳥二號第二，奧西裡斯-REx探測器第三，按國家算，日本第一、美國第二，小行星採樣返回同樣難度很大，比如深空測控技術，需要全球性的測控網絡來鋪墊，否則那絕對是肉包子打狗！但日本和印度都沒有全球性的測控網絡，深空探測使用了NASA的深空網絡！

貝奴小行星

另外還有深空長時間工作的離子發動機也是技術難點，不過化學燃料火箭也能完成，但顯然離子發動機更有優勢一些！

但從整體執行難度上來看，月球採樣返回的難度要高一個數量級，首先第一點，月球的第一宇宙速度是1.68千米/秒，逃逸速度是2.4千米/秒，要從月球上逃逸，還是需要準備一番的，因此嫦娥五號才需要像阿波羅登月飛船那樣，具有多個子系統，互為依託，互相制約，任務環節的每一步難度都極大。

貝奴和龍宮小行星的逃逸速度很小，北京理工大學自動化學院副教授曾祥遠曾在2018年接受採訪時表示，「『龍宮』小行星直徑約1公裡，表面的重力加速度約為地球的十萬分之一，其表面逃逸速度量級別為cm/s，在龍宮上登陸難度是保持穩定，飛離如蜻蜓點水，無需增加額外的逃逸發動機！

而月球無論登陸還是起飛，都必須消耗相同的燃料來減速和加速，所以從整體上看，無論是測控複雜程度還是登陸與採樣以及交會對接技術，絕不是小行星採樣任務所能比拼的，當然日本小行星採樣先進的一方面我們也絕不否認！

印度曼加裡安探測器

當然印度也向火星發射了曼加裡安探測器，而且成功入軌，一直到現在還在正常工作，在這方面我們的確不如印度，但相信沒有人認為印度的宇航技術比中國高明吧！

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