2020 年 12 月 1 日,嫦娥五號探測器成功著陸月球,並且傳回了著陸影像圖。不久前的 11 月 24 日,長徵五號遙五運載火箭成功發射,把嫦娥五號探測器送往月球。
嫦娥五號探測器動力下降過程降落相機拍攝的圖像,圖片來自國家航天局自此,嫦娥五號成為中國第三個,在月面軟著陸的探測器。第一個是嫦娥三號和玉兔月球車,它們在 2013 年 12 月,軟著陸在月球雨海西北部。
第二個是嫦娥四號和玉兔二號月球車,它們在 2018 年 12 月,完成世界首次在月球背面軟著陸,並通過「鵲橋」中繼星,傳回了世界首張近距離拍攝的月背影像圖。未來十年,嫦娥系列著陸器還至少有三次任務。
嫦娥五號探測器落月瞬間,圖片來自新華社嫦娥五號探測器登陸點是呂姆克山附近較平坦的一個區域。呂姆克山是月球正面的一片火山結構,位於風暴洋北部邊緣。風暴洋是月球最大的月海(月面比較低洼的平原),地形開闊,由遠古火山噴發形成的玄武巖構成。
圖片來自騰訊太空為什麼選擇呂姆克山作為著陸點?探月工程地面應用系統總工程師李春來介紹,第一是工程的需要,希望降落在一個比較安全和平坦的地方。第二,是因為呂姆克山比較便於通信。第三,這個地點有非常合適的熱條件,太熱的話探測器工作機會很少,太冷的話沒有足夠的能量。
呂姆克山近照,圖片來自珠海香洲區天文愛好者協會此外,據騰訊太空報導,為了獲得有獨特科研價值的月面樣品,還要避開美國和前蘇聯曾經採樣的地區。呂姆克山區域的玄武巖及火山活動歷史,大約為 13 億至 20 億年,比美國和前蘇聯著陸器的著陸點,要年輕許多。後兩者選擇的著陸點,都在 30 億年以上。
此前,通過對美國和前蘇聯帶回的月球樣品進行研究,科學家們發現,月球火山活動在 35 億年前達到頂峰,然後逐漸減弱趨於停止。但月球表面其他特徵又表明,月球某些區域可能含有 10 億年至 20 億年前才形成的火山熔巖。月球火山活動究竟是何時停止的?嫦娥五號在呂姆克山附近採集的樣品,或許能解答這個問題。
按照計劃,嫦娥五號需要採集總共 2 千克樣品,其中表面抓取 1.5 千克,鑽探取樣 0.5 千克。前者相對較輕,後者涉及鑽探,需要耗費比較多時間。除了採樣,嫦娥五號還要完成其他科學探測任務,包括獲取月表形貌、礦物質組成成分探測、月球淺層結構探測。
嫦娥五號在月面上的藝術圖,圖片來自騰訊太空由於月球沒有大氣層保護,所以晝夜溫差極大,白天可高達 127 攝氏度,夜晚低至零下 170 攝氏度。為了避開極端寒冷環境,嫦娥五號需要在月球白天的 48 小時內,完成採樣和其他科學任務。
這裡需要說明的是,月球的一天大約相當於地球上的 27 天,嫦娥五號完成任務的時間(即 2 個地球日),都是在月球白天。嫦娥五號探測器選擇在 12 月 1 日著陸月球,差不多是月球一天裡的正午 12 點左右。
由於沒有在月球過夜的計劃,所以嫦娥五號的設計沒有考慮如何抵禦月夜的寒冷。也就是說,嫦娥五號必須在月球入夜前完成任務並返回。
嫦娥五號只有上升器和著陸器會登陸月球,任務結束後,上升器將以著陸器為基座,帶著樣品單獨從月球表面起飛。
嫦娥五號由四部分構成上升器到達環月軌道後,將與軌道器和返回器的組合體,進行月球軌道交會對接。此時,採集到的樣品,會從上升器中轉移到返回器。接著,「軌返組合體」 與上升器分離,前者飛返地球。途中,返回器還會與軌道器分離,通過半彈道跳躍式再入的方式,返回並著陸地球。
按原計劃,返回器會在 12 月中旬在內蒙古地區著陸,將樣本帶回地球。
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