【科普】去月球「挖土」刷屏!這5大知識點你要知道

探索月球，探索宇宙當中的奧秘，是中國人多年的夢想。

1978年，美國贈送了1克月球樣品給中國，我國專家經過大量研究，發表了14篇論文。

據新華社消息，11月24日4時30分，我國在中國文昌航天發射場，用長徵五號遙五運載火箭成功發射探月工程嫦娥五號探測器，火箭飛行約2200秒後，順利將探測器送入預定軌道，開啟我國首次地外天體採樣返回之旅。

嫦娥五號探測器，是我國首個實時無人月面取樣返回太空飛行器。這意味著，中國科學家未來將能夠研究自己從月球帶回的樣本。

探月工程嫦娥五號任務是中國探月工程第六次任務，被稱為我國航天史上「最複雜的任務」之一。

此次嫦娥五號發射的全過程，@中國航天科技集團 航天小劇場的科普可以說非常簡明易懂。

嫦娥五號去月球做什麼？將獲得哪些科學成果？為何要用長徵五號發射？我們梳理了幾個問題，幫你Get這次任務的重點。

何為「嫦娥工程」

2004年，中國正式開展月球探測工程，並命名為「嫦娥工程」，從此，中國的探月工程誕生了。

中國自2004年正式實施探月工程以來，不斷探索，歷經十六載，成功完成嫦娥一號、二號、三號和四號任務以及嫦娥五號高速再入返回飛行試驗，實現了「五戰五捷」的輝煌戰績。

圖片來源：央視新聞

嫦娥工程規劃為三期，簡稱「繞、落、回」，也就是繞月探測、月面探測、月球自動採樣返回。

繞 ：2004年～2007年（一期）研製和發射我國首顆月球探測衛星，實施繞月探測。

落：2013年前後（二期）進行首次月球軟著陸和自動巡視勘測。

回：2020年前（三期）進行首次月球樣品自動取樣返回探測。

如今，被稱為「胖五」的長徵五號遙五運載火箭將嫦娥五號探測器發射升空，邁出了意義更為深遠的一步。

為何要去月球「挖土」

1978年5月，美國贈送給中國一塊僅有1克重的月巖樣品，這份真正來自月球的禮物被當時正在開展行星科學研究的歐陽自遠來說視若珍寶。歐陽自遠帶領的科研團隊最終利用其中的半克樣品開展了大量科學研究，發表了14篇相關研究論文。

歐陽自遠與科研人員對月球巖石開展了一系列研究，對月球表面的巖石和土壤有了初步的認識和了解。

歐陽自遠院士是我國"嫦娥工程"首席科學家。

而在此之前，他們研究月球科學只能通過月球隕石和國外的探月數據開展相關研究。對於中國行星科學家來說，做夢都夢想著有一天，我們能「踏上」月球，帶回真正屬於自己的月球樣品。

這一夢想即將隨著嫦娥五號任務的實施而開啟。

據悉，嫦娥五號按計劃將著陸在月球風暴洋北部區域，採集月壤和月巖樣品返回地球，進而開展系統、長期的實驗室分析研究，分析月壤的結構、物理特性、物質組成，深化月球成因和演化歷史的研究。這將是44年來，人類首次帶回遙遠月球的月面樣本。

月球「挖土」有哪些難度

和「姐姐」們相比，「五妹」的結構複雜得多，足有4個主要部件：上升器、著陸器、再入器和軌道器，而嫦娥一號與嫦娥二號僅是一個軌道器，嫦娥三號與嫦娥四號也只有一個著陸器和一個巡視器。

圖片來源：中國探月與深空探測網

從任務操作來看，「嫦娥五號」探月飛行可用「2+2+2+1」概括。即兩次發射：地面發射與月面發射；兩次著陸：月面著陸與地球著陸；兩次封裝：月面封裝與月軌封裝；還有一次交會對接：月軌對接。

圖片來源：中國探月與深空探測網

能否將來自月球的「紀念品」順利帶回地球，是「五妹」此次奔月之旅成功與否的關鍵。由於月球與地球的距離遙遠，在離開月球返回地球的路上，火箭的速度會不斷上升，在進入地球大氣層時，會以第二宇宙速度左右的高速再入。

「返回艙高速地撞擊地球的大氣層就會一直燃燒著，會把我們採集回來的樣品全部燒掉。」歐陽自遠表示，「所以我們採取了一個辦法，當返回艙下降到大氣層彈道一半的時候，就不能再下降了，讓它跳出大氣層，再下降。就像小孩兒在水面上用石頭打一個水漂，把石頭砸進去，再冒出來，再落下去，如此返回艙的速度就慢了。這樣的話，我們就可以利用降落傘讓它降落下來，就比較安全了。」

「挖土」之後的兩次「打包」也是一大挑戰。嫦娥五號機械臂在採集月壤樣本之後，將之通過一系列方式送入上升器中，予以第一次封裝，防止在離開月球的過程中出現損耗。第二次封裝則是上升器的月壤轉移到再入器中，來保護月壤樣品不受再入時惡劣環境的影響。在完全無人操作的情況下，如何做到「嚴絲合縫」對「五妹」而言難度不小。

如果萬事如意，嫦娥五號將實現我國開展航天活動以來的四個「首次」：首次在月面自動採樣；首次從月面起飛；首次在38萬千米外的月球軌道上進行無人交會對接；首次帶著月壤以接近第二宇宙速度返回地球。

為何要用「胖五」帶貨

此次發射任務是長徵系列運載火箭的第353次飛行。

長徵五號運載火箭被人們親切地稱為「胖五」。作為我國運載火箭升級換代的重要工程，「胖五」突破了12大項、200多個核心關鍵技術，創新難點多、技術跨度大、複雜程度高，填補了我國大推力無毒無汙染液體火箭發動機的空白。

「胖五」主要服務於我國探月三期、載人空間站、火星探測等重大專項任務，也可用於不同地球軌道大型載荷及其他深空探測任務載荷的發射。

「胖五」採用全新5米芯級直徑箭體結構，打破了我國多年來傳統運載火箭3.35米箭體直徑的限制。其總長約57米，捆綁4個3.35米直徑助推器，起飛重量約870噸，起飛推力超過1000噸，近地軌道運載能力可達25噸級，地球同步轉移軌道運載能力可達14噸級，運載能力、運載效率等重要性能指標均進入世界先進水平之列。

2020年9月下旬，長徵五號遙五運載火箭由遠望運輸船隊安全運抵海南文昌清瀾港，並通過公路運輸方式分段運送至中國文昌航天發射場。此後，火箭按照測試發射流程，陸續完成了總裝、測試等各項準備工作。

何時實現載人登月？

除了嫦娥五號任務外，我們還在部署探月工程四期計劃，在月球南極地區開展嫦娥六號採樣返回、嫦娥七號極區綜合勘察、嫦娥八號月球科研站關鍵技術驗證等任務，終將形成長時段、複雜環境下的月球探測能力。中國的太空探索起步於月球，正向著太陽系的辰大海挺近……

2019年，中國探月工程總設計師、中國工程院院士吳偉仁透露，未來10年中國將在月球南極建立國際月球科研站，在那之前，會在2022年或2023年做些實驗。

至於萬眾矚目的載人登月，吳偉仁表示，也將在未來10年左右實現。

此次嫦娥五號就為載人登月驗證了技術。嫦娥五號在月球軌道多次分離和對接，與美國阿波羅計劃載人登月的技術類似。中國探月工程副總設計師於登雲說，希望嫦娥五號任務儘可能為未來載人登月做些技術儲備，載人登月必然要在月球軌道交會對接，這是最安全也最經濟的方式。美國在載人登月之前，也做過月球軌道交會對接試驗。

祝福嫦娥五號一路順利！順利奔月，順利「回家」！

來源：每日經濟新聞

原標題：《【科普】去月球「挖土」刷屏！這5大知識點你要知道》

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