長徵五號重800多噸 嫦娥五號重8噸 為何只能帶回2公斤土 不浪費嗎?

2020-12-23 騰訊網

這些天來,嫦娥五號一直牽動著無數國人的心,人們翹首以盼。嫦娥五號任務作為目前嫦娥工程最複雜的一次任務,也是收官之戰,寄託著無數國人的希冀和對月球的嚮往。

關注度越大,關注人越多,對於嫦娥五號的相關問題也就越多。這不,就有網友質疑去一次月球那麼難,為什麼長徵五號起飛重量達800多噸,嫦娥五號卻只挖兩公斤月壤呢?怎麼不多挖點?

引言

從1969年到1972年,美國六次阿波羅計劃,共從月球表面上帶回了總重量約為381.7公斤的月球巖石和其它沙塵等樣本。刨除沙塵、巖芯等樣本,單單統計巖石,也有268公斤。

著陸點

其中,阿波羅11號帶回來50顆巖石,重量9685.717克;阿波羅12號帶回來49顆巖石,重量27683.04克;阿波羅14號帶回來151顆巖石,重量28629.81克;阿波羅15號帶回來267顆巖石,重量58578.16克;阿波羅16號帶回來544顆巖石,重量70069.321克;阿波羅17號帶回來355顆巖石,重量73712.513克。總計收穫11396顆巖石,總重量為268357.561克。(這個數據是統計巖石的數據,下圖為總體樣本的數據,讀者朋友可以對照來看

相關統計

通過數據,我們可以清晰地發現,美國阿波羅計劃每次任務採集的月巖,都比嫦娥五號採集的多,那為什麼美國能採集這麼多,而中國現在暫時做不到呢?

長徵五號運載能力有限

眾所周知,土星五號運載火箭是歷史上最大的火箭前無古人是肯定的,後面有沒有來者就不知道了,反正美國直到今日也沒再造過。

土星五號

土星五號身高110.6米,直徑10.1米,質量3039噸,共有3級,它的定位是不可重複使用的超重型運載火箭,近地軌道有效載荷能達到119噸。

長徵五號,暱稱胖五,身高56.97米,直徑5米,質量867噸,火箭級數根據任務不同會有變化,它的定位是可/不可重複使用的重型火箭,近地軌道有效載荷能達到25噸。

長徵五號

從基礎條件來看,土星五號就已經碾壓胖五。不過這個不能怪胖五,土星五號確實比世界上其它運載火箭都厲害。它從1967年首飛至今,依然保持著最大運載能力火箭的世界紀錄,也是同時期美國第二強火箭土星1號B和蘇聯同時期最強火箭質子-K運載能力的7倍,即使放到21世紀,也是近乎碾壓的存在,它也是21世紀最強火箭重型獵鷹的2倍運力。

取土並不一定越多越好

我們都知道,在1978年,美國在與中國即將建交之際,向中國贈送了1克月巖。雖然很多人都表示美國太小氣了,只有區區一克,太扣扣索索了,但實際上這一克月巖意義重大。

月巖

根據對月巖的結構構造、成分分析、巖石學、礦物學、月巖的衝擊效應、10多種主要元素、30多種微量元素和月巖所處的物理化學環境等的分析和研究,在工作中採用了掃描電子顯微鏡、電子探針、質子激發X射線、放射化學分離中子活化分析、儀器中子活化分析、快中子活化分析、火花源質譜、穆斯鮑爾譜、電子能譜及熱釋光等先進的手段,開展了多學科的綜合研究。而這一過程也被生動地記錄在相關論文中。

研究月巖(壤)能夠讓我們理解月球自身的地質歷史和演化,推測其它類地行星的演化,估算太陽系各行星的隕石坑年齡及地殼年齡。此外月壤當中有著很重要的燃料氦-3,氦-3是一種非常好的核聚變材料,月球上氦-3的儲量大概有100萬到500萬噸,而地球上僅僅只有15噸左右,這麼強烈的對比,這麼大的量,這麼多的能源儲備非常誘惑人。

月球上氦-3分布

這小小一克月巖,就讓我國的科學家們作出了10多篇論文,歐陽自遠院士對月巖展開深入研究,後來成為了「嫦娥之父」、中國月球探測首席科學家。而月巖對世界上其它科學家同樣有著十分重要的作用。

歐陽自遠院士已85歲高齡

截至2015年,各地的科學工作者利用阿波羅帶回的巖石等資料,總共發表了超過2500篇科學論文。現在NASA的外星物質管理與分析計劃小組(CAPTEM)每年會批准大概100人次的訪問需求,另外還會收到來自全球100多個實驗室的樣本研究請求,每年會有500個左右的樣本最終用於外借給其它實驗室做研究或教學。如果要借的月球樣本少於10克,樣本庫會通過掛號信直接寄給國內實驗室,或者用特殊方式寄到國外的實驗室。如果大於10克,通常會要求研究人員或指定代表來實驗室帶走。

我們可以看到,僅僅是一克月巖,就發揮了如此大的作用,更不用說兩千克了。兩公斤的量已經足夠實現技術驗證、採樣科研等,附帶提升國際聲望,還可以送一部分給友好國家用作科研。

都希望多取點月壤,但為了嫦娥五號的整體計劃能夠順利完成,少取點就少取點,完全夠用!

第一次取土以穩為主

如果想多取點土,那麼勢必會影響到採集器的大小。以2公斤的採集量來設計嫦娥五號探測器,其總重量就達到了8.2噸。再增加的話,一方面總重量會增加,另一方面體積也會增加,進一步影響到整個設計層面,影響探測器的各個指標,推進器會增加,燃料使用也會變多。到了一定程度,就會超出火箭的運載能力。

嫦娥五號探測器

大家都知道,嫦娥五號是我國最複雜的航天任務,從嫦娥五號從發射入軌到返回器再入回收,共經歷11個飛行階段:發射入軌階段、地月轉移階段、近月制動階段、環月飛行階段、著陸下降階段、月面工作階段、月面上升階段、交會對接與樣品轉移階段、環月等待階段、月地轉移階段和再入回收階段。有這麼多繁瑣的階段,如果探測器太過龐大,不利於這些任務的順利完成。

11個飛行階段

此外,印度、以色列等國探月失敗的前車之鑑,也讓科研人員更加警醒,月球探索依舊困難重重。對比蘇聯獲得的月壤樣本,他們第一次只取了101克的土,通過「月球16號、20號、24號」三個無人探測器取回共326克珍貴的月壤。在橫向比較中,在無人月球探測器取土這一方面,中國絕對是處於世界領先地位

印度月船2號在距月球2.1公裡時失聯

雖然我國有過好幾次軟著陸的經驗,但這次畢竟要「帶土返回」,任務複雜程度不可同日而語。而作為收官之戰,自然以穩為主,不管挖多少土,能夠順利帶回來就是成功了!

總結

前不久「奮鬥者」號在馬裡亞納海溝成功坐底,深度達到10909米,不僅僅只是到達海底,更是進行了多種相關海底實驗,為我國深海探測取得了不少一手資料,加深了實踐經驗。

奮鬥者號成功坐底

而今朝長徵五號成功發射,將嫦娥五號送入指定軌道,進行一系列的月球探索相關活動,將開啟我國首次地外天體採樣返回之旅。時隔44年再次去月球挖土,寄託的不僅僅是廣大國人的期盼,更承載著全人類對於月球探索的希冀。

嫦娥五號和奮鬥者號都是中國科技的集大成者,展現了我國科研人員的風範。從無到有、從零到一,他們不僅僅沉心科研、幾十年如一日,還面臨著國外的技術封鎖、求學無門,但是這些困難都被一一克服,感謝背後的科技工作者們,讓我們一次次地為祖國的發展和進步感到自豪!

可上九天攬月,可下五洋捉鱉,談笑凱歌還。祝願嫦娥五號早日凱旋!據了解,月壤中的一份將保存在湖南,相信這也是對毛主席的一種告慰。

這盛世,如您所願!

相關焦點

  • 長徵五號重800多噸嫦娥五號重8噸 只挖兩公斤月壤 不浪費嗎
    這不,就有網友質疑:去一次月球那麼難,為什麼長徵五號起飛重量達800多噸,嫦娥五號卻只挖兩公斤月壤呢?怎麼不多挖點?  長徵五號運載能力有限  眾所周知,土星五號運載火箭是歷史上最大的火箭,前無古人是肯定的,後面有沒有來者就不知道了,反正美國直到今日也沒再造過。
  • 長徵五號重800多噸 嫦娥五號重8噸 為什麼只挖2公斤月壤呢?
    這不,就有網友質疑:去一次月球那麼難,為什麼長徵五號起飛重量達800多噸,嫦娥五號重量達8噸,卻只挖兩公斤月壤呢?怎麼不多挖點?引言從1969年到1972年,美國六次阿波羅計劃,共從月球表面上帶回了總重量約為381.7公斤的月球巖石和其它沙塵等樣本。
  • 為啥只採2公斤土?嫦娥五號重達8.2噸,再重的話火箭推力不夠
    (嫦娥五號)根據公開的消息來看,嫦娥五號探測器將從月球上"鑽取"和"表取"共2公斤土並帶回地球,有很多人可能對此不解,美國的阿波羅登月計劃從月球上帶回的樣本多達381.7公斤,為什麼嫦娥五號探測器卻只能帶回兩公斤土?其實這兩者不具備可比性,因為取樣地點和取樣的次數都不相同。
  • 嫦娥五號「挖土」功成身退,帶回來的兩公斤「土」到底有多重要?
    A:咱們的嫦娥五號成功返航了 B:我也看新聞了,還帶回兩公斤土呢 A:那土有啥用呢?咱們這地下到處都是土 B:那可不一樣,這土和咱們的土區別大了,可金貴著呢 最近,在中國科學界發生了幾件大事都展現了我國上天入海的蓋世神功,奮鬥者號深潛馬裡亞納海溝,人造太陽實現放電,量子計算機成功問世,嫦娥五號成功返航。每件事都給全球科技界帶來不小的震蕩。
  • 嫦娥五號來了!今天凌晨,長徵五號火箭成功發射我國目前最重探測器
    11月24凌晨4時30分,長徵五號遙五運載火箭在中國文昌航天發射場點火升空,成功將「嫦娥五號」月球探測器送入地月轉移軌道,發射圓滿成功。這是長徵五號系列運載火箭的第六次發射,也是2020年第三次執行發射任務。此前,2020年5月5日,長徵五號B遙一火箭成功首飛;7月23日,長徵五號遙四運載火箭成功發射了「天問一號」火星探測器。
  • 嫦娥五號帶回2千克月巖,阿波羅飛船20千克,中美差距在哪裡?
    在大家慶祝嫦娥五號返回地球並且帶回樣品的時刻,網上也出現了一些不和諧的聲音,比如就有說法,嫦娥五號花了那麼大力氣,只帶回了2千克都不到的月巖,而五十多年前的阿波羅11號,除了三個大活人外還帶回了21.55千克的月巖,這技術難道是退步了嗎?
  • 嫦娥5號帶回2公斤土,美國登月一次挖土上百公斤,中國較落後?
    圖說:等待樣品容器安全轉移至返回器過程中,記者現場抓拍記錄6日6時6分6秒這一瞬間那麼問題來了,為什麼嫦娥5號經過了這麼多的步驟才帶回來2公斤月壤呢,美國當年最少的一次都是20多公斤,這個差距也太明顯了吧?
  • 嫦娥五號平安回家,帶回的2公斤月球土壤怎麼分配?會給美國嗎?
    12月17日凌晨,嫦娥五號在內蒙古成功著陸,平安回家,並圓滿完成了地外天體採樣返回任務。這次嫦娥五號帶回了近2公斤的月球土壤,那麼這些寶貴的月壤會怎麼分配呢?不過有很多小夥伴都很疑惑:為啥費老大勁跑到月球上,最後只打算帶回2公斤樣品呢?要知道美國人6次登月帶回的月壤,加起來可是有將近382公斤(381.7公斤)。針對為什麼只帶2公斤的疑惑,國家航天局做出了回應。原來,光是以2公斤的重量去設計,探測器就已經重達8.2噸;如果樣品加量,那麼探測器的很多指標都會增加,火箭將無法順利運載。
  • 嫦娥五號將帶回2公斤「月球寶貝」,是按地球還是月球重量計算?
    嫦娥五號探測器已經到達月球,正在採樣過程,其一舉一動都牽動著國人和世界很多人的心。大家都知道,嫦娥五號的主要任務是採集帶回月壤和月巖2公斤,那麼這2公斤是地球重量還是月球重量呢?不少人有這種疑惑。因為地球上2公斤的重量,在月球上只有0.33公斤。這是怎麼回事呢?
  • 嫦娥五號攜2公斤月壤,美國卻能帶386公斤,專家:由運載能力決定
    歡迎軍迷們收看本期節目近日,有消息報導稱,嫦娥五號已經在成功將月壤打包,目前正在返回。對於這次嫦娥五號執行的任務,科學家提出的挖土目標是大約為2公斤。對此,就有不少網友感到疑惑,為什麼只挖2公斤?畢竟,月球不好上,好不容易去一趟月球,應該多挖點土,帶回來才對啊。更加值得一提的是,同樣是上月球,美國人挖了上百公斤,為何我們只挖了這麼少?要知道,美國當年最少的一次都是20多公斤,不少網友直言:這個差距也太明顯了吧?對於大家的這些疑惑,已經有相關專業人士給出了答案。專家分析指出,由運載能力決定。
  • 嫦娥五號秘籍:兩噸多的胖小夥如何「追上」小姑娘
    在環月軌道運行的嫦娥五號軌道器和返回器組合體,體重達2.3噸左右,如何和體重僅有400公斤左右的上升器成功「牽手」?來看嫦娥五號探測器的專屬秘籍。最緊要的是耐心——等待12月1日,嫦娥五號著陸器和上升器組合體(以下稱「著上組合體」),與軌道器和返回器組合體(以下稱「軌返組合體」)分離,順利落月,開展「挖土」和封裝工作。
  • 嫦娥五號探測器成功發射
    18200公斤、4器  我國最重的航天探測器(圖片來源:國家航天局)中國航天科技集團五院、嫦娥五號探測器系統副總設計師彭兢介紹,這四個器的功能從名字上大致就能理解:上升器主要攜帶樣品從月球表面起飛;著陸器要在月球表面著陸;返回器的功能是攜帶月球的樣品返回地球;軌道器主要承擔各個不同的軌道上飛行的功能。與嫦娥家族的幾位姐姐相比,嫦娥五號探測器總重量8200公斤,是我國目前發射的最重的探測器。
  • 嫦娥五號發射成功!火箭發射前為啥要吃包子?
    今日凌晨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,順利將探測器送入預定軌道。由此,我國開啟首次地外天體採樣返回之旅。據央視報導,今天嫦娥五號發射前,海南文昌發射場食堂的大師傅們包了4000多個包子。為啥要吃包子?原來,在航天人心裡有一種儀式感,叫「包」你成功。每位一線工作人員都能分享這寓意著「圓圓滿滿」的「成功包」。
  • 「嫦娥五號」帶回2千克多的月壤 終於不再用0.5克來發論文了
    讓我們再將視線 拉到11月24日凌晨4點30分,當天在眾人的矚目和歡呼中,長徵五號 利用1000多噸的推力將長達57米、運載 「嫦娥5號」 的火箭送上太空。23天後 ,嫦娥5號順利完成此次神奇之旅,並帶回來 2千克 多的月球土壤。(註:「嫦娥五號」實際帶回多少月壤目前並不清楚,本文以此前計劃採樣的重量來表述)
  • 嫦娥五號回家時速度有多快:是民航客機速度的約45倍
    IT之家 12 月 16 日消息 北京時間 12 月 16 日 9 時 15 分,嫦娥五號軌道器和返回器組合體上兩臺 25N 發動機工作約 8 秒鐘,順利完成第二次月地轉移軌道修正,組合體上各系統狀態良好。
  • 嫦娥五號帶回的2公斤土壤,可用來種菜嗎?科學家:這樣太浪費了
    我們來回顧一下此次探月取樣並返回的全過程12月1日23時11分嫦娥五號探測器成功著陸在月球表面,這也標誌著嫦娥五號已經完成了過半。12月2日凌晨3時探測器開始鑽取月壤。對於中國航天人來說,12月17日是個勝利的日子,因為這一天,嫦娥五號順利在內蒙古四子王旗著陸成功,這次的返回帶回了月球的「土特產」——兩公斤月球土壤!這就是這次探月工程的基本情況,可以看得出來,是非常之順利的!
  • 「嫦娥」 回來了!一文回顧嫦娥五號探月之旅
    此次探月旅行中,「嫦娥五號」順利將採集到的月球樣品(月壤及月巖)帶回地球,實現了中國首次地外天體起飛和月球軌道無人交會對接。本文將帶你回顧「嫦娥五號」自籌備、發射到返回過程中的一系列關鍵節點,看看「嫦娥五號」在過去的23天裡都逛了哪些「景點」、拍了哪些「遊客照」。
  • 1731克 嫦娥五號取土不足兩千克 能說明美國送的是假月壤嗎?
    嫦娥五號順利取土歸來,舉國為之振奮,世界很多航天機構也表示了祝賀,他們都想獲得月壤樣本,用作科學研究。本來是一件皆大歡喜的事情,但部分網友表明了自己的質疑:說好的2000克,怎麼只取了1731克呢?取土不足兩千克,主要有以下幾個原因:長五運力有限,嫦五質量有限長徵五號(胖五)雖然是我國現役起飛質量最大、芯級直徑最粗、運載能力最強的火箭,但是它仍然有一些軟肋。拿數據出來說話:胖五到GTO(地球同步轉移軌道)的有效載荷為14.4噸,到TLI(地月轉移軌道)有效載荷為9.2噸。
  • 嫦娥五號幾個首次?棒!嫦娥五號創造5項中國首次 回顧嫦娥五號探月...
    嫦娥五號創造5項中國首次 回顧嫦娥五號探月之旅高光時刻 央視新聞 eet 快科 發表於 2020-12-17 17:49:49   你曉得嫦娥五號幾個首次嗎?權威準確的數據是嫦娥五號創造5項中國首次!五項!
  • 嫦娥五號這幾天沒動靜,還呆在環月軌道幹嘛,何時回家?
    我曾發文說過,整個嫦娥五號工程從開始發射,就是一個減負過程。發射重量達到870噸,長徵5號遙五火箭把嫦娥五號送入地月轉移軌道後,就完成任務了,860多噸就沒了,其中主要是燃料,火箭殘骸墜入大氣層燒毀了。剩下嫦娥五號探測器8.2噸飛往月球,隨著一路變軌、近月制動、進入環月軌道消耗的燃料,嫦娥五號就變得越來越輕。