一塊月球巖石的地球之旅

2020-12-23 澎湃新聞

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作者丨Decode

郵箱丨oudi@pingwest.com

這是我第一次來到地球,又或許我曾經就是從這裡出發的。

我原本是月球表面一塊普普通通的巖石。十幾天前,一個機械結構在月球表面挖了一把土,我就跟著這堆土一起被存進了一個容器裡。

兩天後,我就被帶離了月球。

經過大概 13 天的舟車勞頓,這架「大飛機」終於停了下來。接著我聽到了越來越接近的車聲和人聲,聽他們說,我應該是在一個叫中國的國度,在內蒙古的一片大草原上,而我坐的這架「大飛機」,叫嫦娥五號。

我是誰?

先介紹一下我自己和我居住的地方吧。我來自月球呂姆克山脈一帶,位於風暴洋北部邊緣。

要提醒你們的是,風暴洋是月球最大的月海。雖然名字裡帶著「水」,但月海其實指的是月面比較低洼的平原,通常地形會比較開闊。

我在呂姆克山脈一帶住了非常久,大概在 13 億至 20 億年間。我曾經聽說,最早在 1969 年 7 月 16 日,就有來自地球的人,成功登陸月球表面的靜海,並且在那裡帶走了 22 千克巖石。我的兄弟姐妹們在那裡住了至少 30 億年,比我在呂姆克山住的時間久多了。後來,又陸續來了五批人,總共帶走了 380.96 千克巖石。

地球人把巖石運回去後,加以研究後發現,月球巖石和地球巖石具有完全一致的氧同位素組成,說明地球與月球的物質,曾經發生過充分混合。

基於這些分析,地球人提出了一個月球形成的假說:小行星碰撞說。這個理論認為,地球形成後不久,被一顆小行星「忒伊亞」撞擊。忒伊亞整體被撞碎,而地球的一部分物質也被撞飛。忒伊亞和地球的物質混合在一起,圍繞著地球運動,最終融合成了月球。

月球形成演示動畫,來自 BBC 視頻

按照這個假說,其實地球才是我真正的故鄉,我這趟旅程算是回老家了。

我是怎麼被帶回地球的?

聽來大草原上接我的人說,嫦娥五號是在 2020 年 11 月 24 日 4 時 30 分出發的。長徵五號遙五火箭在海南文昌發射場升空,把嫦娥五號探測器送往月球。

嫦娥五號由四部分構成,分別是軌道器、返回器、著陸器和上升器。四部分自下而上串聯。其中,軌道器和返回器形成 「軌返組合體」,著陸器和上升器形成 「著上組合體」。

探測器在經歷地月轉移、近月制動和環月飛行後,「著上組合體」 和 「軌返組合體」 分離。12 月 1 日 23 時 11 分,嫦娥五號的「著上組合體」降落在我居住的地方,也就是呂姆克山脈一帶,而「軌返組合體」 留在了環月軌道。

「著上組合體」在月球上呆的時間不算長,大約有兩天時間。在這兩天裡,它需要完成月球鑽取採樣和封裝工作。正是在這個過程裡,我和其他兄弟姐妹一起被收集到了上升器的容器中。

2020 年 12 月3 日 23 點 10 分,上升器點火脫離著陸器,起飛離開月球表面,我也正式開始了去往地球的旅途。

12 月 6 日 5 時 42 分,上升器成功與「軌返組合體」交會對接,並且在 6 時 12 分將月壤樣品容器,安全轉移到返回器裡。同日 12 時 35 分,「軌返組合體」與上升器成功分離,進入環月等待階段,擇機返回地球。

12 月 12 日 9 時 54 分,在經過約 6 天的環月等待後,「軌返組合體」實施了第一次月地轉移入射。13 日 9 時 51 分,「軌返組合體」實施第二次月地轉移入射,進入月地轉移軌道。

就這樣,我待在嫦娥五號的「軌返組合體」裡,在太空中航行了大約 3 天時間。

12 月 17 日 1 時許,軌道器和返回器解鎖分離,返回器帶著我返回地球。在返回地球過程中,嫦娥五號返回器採用了一種名為「半彈道跳躍式再入」 的方式。這種返回形式,有個形象的比喻 ——「太空水漂」。

之所以要採用這種方式,是因為返回器從月球飛往地球的過程中,速度最高可達每秒 11.2 公裡,已經是第二宇宙速度。而從近地軌道返回的太空飛行器,速度大約為每秒 7.9 公裡,即第一宇宙速度。

這 3.3 公裡 / 秒的差距,會帶來極高的溫度差異。如果嫦娥五號返回器選擇 「硬衝」(即彈道式再入),以 11.2 公裡 / 秒的速度進入地球大氣層,將面臨劇烈高溫的考驗,而且無法進行姿態和軌道的調節,對軌道設計、分離釋放和落點預報能力要求很高。

正如其名,「太空水漂」的整個過程就好像打水漂:返回器在距地面高度約 120 公裡處,以接近第二宇宙速度高速進入地球大氣層,實施初次氣動減速。下降至預定高度後,返回器向上躍出大氣層,到達最高點後開始滑行下降。

之後,返回器再次進入大氣層,實施二次氣動減速。在降至距地面約 10 公裡高度時,返回器打開降落傘,完成最後減速,最終降落在內蒙古四子王旗著陸場。

在經過大約 13 天的太空之旅後,我也終於從月球到達了地球。

我能給地球帶來什麼?

來到地球後,我和兄弟姐妹們的身價頓時暴漲,從月球上普普通通的巖石,變成了地球上的香餑餑。因為地球人要靠分析我們來了解月球的月表結構、物理特性和物質組成,以加深對月球成因和演化的認知。

我們居住在呂姆克山脈的時間大約在 13 億到 20 億年間,與之前採集樣品的時間錯開。所以,通過分析我們的成分,也許能得到關於月球歷史的新知識。

聽說,我們一部分會在北京,另一部分會被運到湖南。有的會入藏國家博物館,進行展示和科普調研,有的會被科學家們所研究。

不管會被怎麼安排,我都感到十分興奮,畢竟這是我第一次離開月球,來到大約 38 萬公裡外的地球。以後的日子,我將永遠居住在地球上了。

原標題:《一塊月球巖石的地球之旅》

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