“長五”送“嫦五”,月球上去“挖土”,若成功將會有2公斤的月壤月巖返回地球,助力科學(xué)家研究月球的歷史。
基本信息?
2004年中國正式開展月球探測工作,并命名為“嫦娥工程”,整個探月任務(wù)分為三個大階段:無人探月、載人登月以及建立月球基地。
而第一個大階段還分為“繞、落、回”三步走戰(zhàn)略,嫦娥一號、二號完成了月球表面三維圖形繪制以及繞月工作,嫦娥三號、四號實落月并且開展巡視工作,而嫦娥五號的任務(wù)就是“回”,希望從月球上采集2公斤的月球樣本,并且安全返回地球。
可以說”嫦娥五號”的發(fā)射預(yù)示著三步走戰(zhàn)略最后一步“回”的開始。
人類月球“挖土”歷史?
要知道月球上“挖土”嫦娥五號并非人類首次,在上個世紀(jì)二戰(zhàn)結(jié)束后美國和前蘇聯(lián)進入冷戰(zhàn)時期,在多個領(lǐng)域都展開了前所未有的競爭,這是一種畸形的競爭,目的甚至不完全是為了科學(xué)探測,而是彰顯名聲。
上個世紀(jì)六十年代末到七十年代初,美國完成了阿波羅載人登月計劃,從阿波羅11號-17號(除13號)共6次把12名宇航員送上了月球表面。并且在月球上帶回了381.7公斤的月壤和月巖樣本。
前蘇聯(lián)自然不甘落后,但奈何沒有大推力運載火箭的支持(美國的是土星五號,由二戰(zhàn)后接收的德國火箭專家研制),始終無法實現(xiàn)載人登月。那就只好退而求其次,發(fā)射無人探測器去月球上采集樣本返回地球。前蘇聯(lián)的月球16號、20號、24號共從月球上帶回330克的月球樣本。這些就是目前為止,人類從月球那里直接獲得的所有樣本。
嫦娥五號“挖土”返回發(fā)球的過程?
我們都知道地球上發(fā)射火箭都必須要有發(fā)射基地,例如我國就有五個火箭發(fā)射基地。那么月球上沒有人類建造的發(fā)射基地,探測器如何實現(xiàn)起飛返回地球?
其實嫦娥五號的返回過程和上個世紀(jì)阿波羅載人登月以及前蘇聯(lián)的月球采集樣本返回地球大體上相同,都必須要分成幾個模塊來進行。
太空中飛行狀態(tài)“速度和方向”的改變都必須要有能量的輸入,基本就是火箭的動力。長征五號遙五運載火箭會帶著嫦娥五號進入繞地軌道、地月轉(zhuǎn)移軌道、繞月軌道,最后的工作要由嫦娥五號自己完成。
嫦娥五號分為三大模塊:軌道器、返回器、著陸器,其中著陸器還可以繼續(xù)分為下降級和上升級。
首先是著陸器和軌道器、返回器分離準(zhǔn)備著陸,這個過程中下降級的動力系統(tǒng)起主要作用,控制著嫦娥五號在月球正面最大的月海“風(fēng)暴洋”北部呂姆克山脈浮緊著陸,此后進行鉆月取樣本大約2公斤左右。
此后這些月球樣本打包封裝送入著陸器的上升級,準(zhǔn)備妥當(dāng)后,上升級點火在月球表面上直接起飛,這個時候下降級充當(dāng)了火箭發(fā)射架。上升級帶著月球樣本去繞月軌道上,和正等在那里的軌道器交會對接,整個過程無人控制,這是難點之一。
對接交會完成后需要把月球樣本轉(zhuǎn)移至返回艙,此后上升級會脫離軌道器,在繞月軌道上繼續(xù)運行,未來會直接墜入月球表面。
完成了月球樣本的交接過程,軌道器點火帶著返回器踏上回家之路,在進入繞地軌道后軌道器會脫離,返回器帶著月球樣本高速進入地球大氣層,最終會安全著陸在地球表面,任務(wù)至此完成!
整個過程從采樣到返回都是在38萬公里之外自主完成的,難度非常之大,上個世紀(jì)前蘇聯(lián)采集樣本就沒有跟軌道器對接的過程(技術(shù)達不到),只能直接從月球起飛到返回地球,因此需要消耗更多的燃料,就無法攜帶更多的月球樣本。
總結(jié)?
未來中國如果進行載人登月任務(wù),過程與嫦娥五號月球取樣本基本類似,只不過各種求生系統(tǒng)再加上人的重量,需要的燃料就要跟多,空間更大,火箭的運載能力也要持續(xù)提升。
嫦娥五號任務(wù)被稱為迄今為止中國最復(fù)雜的太空探測任務(wù)之一毫不夸張,如果可以成功實現(xiàn),對于中國航空航天的發(fā)展至關(guān)重要。#嫦娥五號為何是我國最復(fù)雜的航天任務(wù)#
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