2千克月球「土特產」打包完畢!嫦娥五號「快遞員」頂高溫配送

2020-12-05 利刃號

#嫦娥五號為何只擬挖2公斤土#

有人採集和無人採集兩種方式究竟哪種效費比更經濟?

火箭發射時的載荷和採樣的多少有何關係?

從採集到成功回收還要克服哪些困難?

這幾天,我國嫦娥五號探測器成功著陸在月球上最大的月海——風暴洋北部的呂姆克山脈附近,一時間,不管是對中國航天事業關注的從業者,還是普通的對新聞稍加關注的網民,都會發自內心的驕傲和自豪,咱們中國人終於向星辰大海邁出了巨大的一步。

嫦娥五號是去探月的,去挖土的,這個大家都知道了。那具體怎麼個探法,月球的土怎麼挖,聽我來說一說?這次嫦娥五號的任務呢,還是要測量一些月球表面的數據,但有一項和以往探月不同的重要任務就是,這次探月嫦娥小姐姐還需要帶回一些珍貴的月壤以供地球上的科學家們研究。到月球上挖土這事兒不止咱們中國想幹,美國和蘇聯早都曾經都幹過了。其中美國先後6次帶回了約380千克的月壤和月巖樣品,而蘇聯則帶回了0.31千克的月壤樣品。由於月壤、月巖非常珍惜,當時的美國總統尼克森還將這些樣品作為國禮贈送給他國,無形之中又秀了一次美國當時超前的科技——尤其是航天領域的實力。

當然了,美國蘇聯的功勳已經成為歷史,我們還是看自己家嫦娥五號。根據媒體報導,嫦娥五號這次探月預計將帶回2千克的月壤樣品。其中,表取1.5千克、鑽取0.5千克。表取的技術難度相對較小,咱能把登月探測器放上去,那麼通過機械手控制儀器抓取,就能實現表面取樣。所以說採集月壤主要難度在於這個鑽取,當然,最具價值的也是鑽取的這0.5千克的樣本,畢竟這是從月球土壤深處取的樣,與長期暴露在外的月表土壤相比蘊含了更多的信息。

我家妞模仿渦輪噴氣蛋的作品

為了實現這次鑽取採集,我國相關研發人員在原有機械臂的基礎上再度創新,在機械臂的末端添加了鑽取採樣器,一改以前機械手只能幹粗活笨活的刻板印象,讓它的用途瞬間靈活起來。

那有人會疑惑了,又是探月車又是機械手、既然無人採集樣品這麼麻煩,為什麼咱們不派幾個太空人去月球上人工採樣呢?不僅方便,還挖的多。至於技術,美國上世紀就已經載人登月了,難道我們還不行,還是幹不過美國啊,其實持這樣想法的朋友不在少數。

但是常言道,不在其位,不謀其政啊。探月計劃不是盲目跟風爭一口氣,也不是比誰挖的土壤多誰登月登的更勤。這背後都有一筆經濟帳,不當家不知柴米貴。

這就引出下個問題了,載人登月到底要花多少錢?想必大家還記得美國太空人阿姆斯特朗登月後的那句"這只是我個人的一小步,卻是整個人類的一大步",這句名言響徹整個地球,震撼所有人,人類登上了那個沒有氧氣沒有水的遙遠星球,這句豪言壯語的背後是實實在在的真金白銀,花了當時美國政府254億美元,相當於現在2200億美元,阿姆斯特朗的那一小步是上千億美元的消耗。上千億美元什麼概念,二十艘福特級,美國現在核航母就剩11艘了,如果有錢它多造點稱霸海洋不香嗎?上月球上摳扯那點土垃咯子,不能吃不能喝,只能裝裝*。所以美國人只能是心裡酸酸,確實沒那個實力了。

航天產業任何一個小細節背後都是幾千家上下遊公司、幾十萬產業工人的支撐,哪怕對美國這個巨無霸而言,也是名副其實的砸錢"無底洞",阿姆斯特朗登月後,全世界各個國家都失去了再次載人登月的"興趣",一次兩千億美元的探險,不是誰都能玩得起的。

這次嫦娥登月,為什麼我們只帶回2千克左右的樣品呢,是不是太少了,美國每次都上百千克?其實也不是我們不想多帶,這是科學家經過嚴格計算後,算出我們的太空飛行器能承擔的最大合理負載。我們可以引入一個科學概念,我們的太空飛行器並不是先造好發動機、太陽能板,返回艙等設備,最後再看還能搭載多少東西,然後往上放。這是個很大的誤區,事實上,我們國家的太空飛行器一開始就是為科學目標服務的,是先設定了要攜帶多少公斤級的月壤返回地球,然後才有了嫦娥五號的整體設計,這個兩公斤的負載目標就讓嫦娥五號的總重達到了8.2噸,如果要增加幾公斤,那麼整個嫦娥五號的各項指標就要重新設計,最後可能總重量大大超出預算,這是真正意義上的牽一髮而動全身。如果要載人登月,增加幾百公斤甚至上千公斤的負載,那所要消耗的資金和技術難度將是天量的,相比於無人採集所需要的機械手和自動鑽取系統那點研發經費,為了方便挖土而選擇載人登月這種無底洞模式可是不夠精明,糊塗先生算糊塗帳了。

最新消息是,雖然我們的探測器已經到達月球表面已經"挖土"打包完成,準備返回地球了,這次採樣任務還不算成功。怎麼把採集到的月壤成功運回來也是一個大難題。

要想獲得最真實的第一手月壤信息,我們就不能只只局限於把它帶回來,還要考慮怎麼不受汙染,完美的帶回來。否則也會變成竹籃打水一場空。根據中國工程院院士、探月工程首任總指揮欒恩傑的說法,我們的登月採樣機器在採集到樣本後,在第一時間通過一個長的高質量的密封袋打包封裝,確保保證樣品返回地球後不受汙染,也防止樣品在返回途中溢出導致事故。

"月球快遞"第一步已經完成了,就等著返回艙成功返回地球了。返回大氣層後,面對高速摩擦帶來的大量熱量相信以前多次試驗已經胸有成竹了,那麼著陸時月壤樣本能否抗住碰撞衝擊是一個全新挑戰,不過相信月球上都完成的很好,回到地球了,這些都不是問題了,讓我們在未來這段日子裡將和全世界一起,等待它的回歸。

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