厲害了!中國「嫦娥」上九天攬月

2020-12-18 一拍幾何w

萬眾矚目的嫦娥五號,要去月球(送)挖(外)土(賣)了。

2020年11月24日早上4:30,中國嫦娥五號在海南文昌發射,搭乘長徵五號火箭,也就是俗稱的胖五,去往月球。

在經過嫦娥一號、二號的探索,三號四號的落地登陸,嫦娥五號有了原始技術積累,是時候派出它去進行更大的任務了。

就決定是你了,嫦娥五號!

它的目標就是去月球挖約兩公斤的月球土樣品並返回地球。

人類已經有44年沒有再去月球挖土了。

上一次挖土返回還是1976年蘇聯的月球24號採集回來了170g的樣本。

之前的美國和蘇聯已經帶回來這麼多樣本,我們為什麼還要去月球挖土?

從數據上來看,從1969年到1976年,美國的6次阿波羅計劃和3次蘇聯月球號計劃已經帶回來了共計382公斤的月球巖土和土壤樣本。

單從量上來說已經很多了,但,這還遠遠不夠。

此前美國和蘇聯的的樣品大多數來自月球正面中低緯度的月海區域,採集回來的土可以研究月球的形成年齡,這個數據推論完全是由撞擊坑的統計推理出來的。

但由於採集區域過於集中,月球表面幅員遼闊,並不能準確和全面推理每一個地形地貌的具體演變年限和過程。

這個時候,就需要更多的樣本。

只要去不同地方,挖更多的土,才有可能採集到不同地質背景,不同歷史時期的月球樣本。

這樣才能更全面的認識月球,認識地月系統,為之後移民月球做準備(大膽預測一下)

嫦娥五號的意義就在於此。

嫦娥五號模型圖

嫦娥五號要去的地方叫呂姆克山,這裡有著非常年輕的月海玄武巖,據推測大概形成於10-20億年前,也就是說與月海附近的35億年前左右的形成時期剛好錯開。

這將填補月球地質年代劃分上的空白。

美國以及蘇聯的取樣方式不同,美國是這樣挖土的。

再這樣帶回去

因為美國在當時全力扶持探月工程,探月計劃的經費佔到了美國GDP的0.57%,所以美國的火箭都造的很大,

美國使用的是土星5火箭,奔月重量30多噸,相比之下,嫦娥五號才8.5噸。

但這樣的成本會高得多,阿波羅計劃十年中,總共13發火箭和研發,耗資180億美金。當年一艘企業級核動力航母也才5億美金。

而蘇聯就比較節省了,每次都是派個無人採集器上去,挖土能力確實是差了點,蘇聯當時的技術只能運幾百克維持一下生活這樣子。

所以月球土樣本都是很珍貴的,怎麼會輕易給別人。

靠別人不如靠自己。

從東方紅一號,到神舟系列,到天宮、天問,再到最近的玉兔和嫦娥,我國的航天實力早已今非昔比。

我們現在也有能力上月球了,得自己帶點月球特產回來。

嫦娥五號是如何挖土的?

實際上,嫦娥五號並不是孤立的,嫦娥四號的時候發射了鵲橋中繼星,這是為嫦娥五號發射提供通訊服務的。

而嫦娥五號,不僅在配置上升了級變成了四件套,在難度上也翻了番。

看似只需要去挖兩斤土,但是中間步驟多且複雜,主要有以下幾個步驟:

(1)發射火箭從地球出發

(2)從地球上空要飛到月球上空

(3)著陸在月球表面

(4)開始挖土

(5)月球商家做好了,外賣員嫦娥五號準備回來

(6)從月球上空飛到地球上空

(7)把外月球賣(兩公斤的土)扔向地球

長徵五號帶著嫦娥五號四件套從地鐵出發之後,在距離月球只有200km時,軌道器會猛踩剎車,進入月球軌道飛行。

這個時候上升器和著陸器就會脫離,奔向月球。

在月球著陸之後,就開始挖土,挖完之後,著陸器把土送給上升器,自己就永久的留在月球。

但從這個小巧精緻的挖土機械臂來看,(玉兔一號和嫦娥五號的機械臂差不多大),挖土怕是要挖一天。

上升器再從月球起飛,與剛剛停在對月軌道上的軌道器會合。

這個時候的上升器再把月球土轉交給返回器,上升器的使命就已經完成了。

軌道器和裝著土的返回器從月球軌道飛向地球軌道,還剩下5000km的時候,只需要把裝著月球土的返回器扔進大氣層,軌道器的任務也完成了。

最後的一段旅程就由返回器自己一個人走,最終將落到內蒙古著陸地,至此整個月球挖土計劃結束。

值得一提的是,不論是美國的阿波羅計劃,還是蘇聯的lune計劃,都是冷戰的產物,都是一種別有用心的投資。

上月球的威懾意義大於科技意義。

一旦這個探月不能為給自己帶來威懾的籌碼,探月計劃也就停止了,再後來美國後來的星火計劃也不了了之了。

而中國的探月計劃從根本上就與美蘇不同,中國自古以來就有著天問、探月的浪漫主義。

從上個世紀的美國、蘇聯相繼登上月球,我國在半個世紀以後,終於也有能力繼美國和蘇聯之後,成為第三個去往月球挖土的國家。

並且,如果上升器能回來,也就意味著載人艙能夠回來,也就意味著我國將有很大的可能在十年之內將太空人送上月球。

不積跬步,無以至千裡。

中國人經過幾十年的鑽研,幾代人的努力,從天問到玉兔,從嫦娥一號到嫦娥五號,克服了數不盡的困難,才得以看到這一刻。

這是無數中國人的使命,不論是三年,還是三十年,使命會一直帶著我們前進。

最後的最後,嫦娥五號著陸器成功著陸月球以後,會彈出機械臂,上面會有一面飄動的五星紅旗。

此生無悔入華夏,來生還做種花家。

或許,在不久後的將來,中國太空人會親手將五星紅旗插在月球的表面。

參考資料:

頭圖發射圖:來源中國航天科技集團

數據和採集點來自nature

落地點來自中國軍網

人民日報:最強「天團」月球「挖土」記

星海孤舟領航艦:「嫦娥五號」搭乘「長徵五號」火箭發射成功,執行我國首次月球採樣返回任務,有哪些重大意義?

Haibaraemily:「嫦娥五號」搭乘「長徵五號」火箭發射成功,執行我國首次月球採樣返回任務,有哪些重大意義?

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