嫦娥五號(hào)軌道器返回在即,這次登月組合體中的著陸器被丟棄在月球上了,上升器也因?yàn)榍謇碓虑蜍壍赖脑蛴?2月8日撞毀在月球南半球,太空中嫦娥五號(hào)系列將只剩下軌道器一根獨(dú)苗!
那么迎接它的命運(yùn)將會(huì)如何呢?墜入地球大氣層還是另有安排,它將著陸器帶回地球后還能干點(diǎn)什么,要是在大氣層中被燒掉實(shí)在是太可惜了!
我們先給出答案,嫦娥五號(hào)飛回月球軌道一點(diǎn)問題都沒有,但前提是在近地軌道上稍稍調(diào)整一下軌道!
很多朋友肯定會(huì)很好奇,這嫦娥五號(hào)都回到地球附近了,怎么還能回到到月球?道理并不復(fù)雜,我們先來說說嫦娥五號(hào)是怎么飛離地球的!2020年11月24日嫦娥五號(hào)在長(zhǎng)征五號(hào)直接將嫦娥五號(hào)送入了地月轉(zhuǎn)移軌道,此時(shí)它的速度已經(jīng)超過了環(huán)繞速度7.9千米/秒,已經(jīng)接近了11.2千米/秒的地球逃逸速度!
這條軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)在月球軌道附近,因此當(dāng)四天后嫦娥五號(hào)到達(dá)遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí),月球剛好到達(dá)這里,因此稍稍減速即可讓月球引力捕獲成為環(huán)繞月球軌道的航天器,再將捕獲軌道的大橢圓修正成400千米的圓形軌道,
嫦娥五號(hào)的軌道器和返回器組合體將在這條軌道上等待著陸器和上升器在月面執(zhí)行完任務(wù)和它對(duì)接:
2020年12月1日,嫦娥五號(hào)著陸器與上升器著陸成功
2020年12月1日,嫦娥五號(hào)著陸器和上升器組合體完成了月球鉆取采樣及封裝
2020年12月3日,上升器點(diǎn)火脫離著陸器起飛上升離開月面
2020年12月6日,上升器與軌道器對(duì)接并成功轉(zhuǎn)移樣品
2020年12月12日,軌道器與返回器第一次地月轉(zhuǎn)移軌道調(diào)整,從圓形軌道調(diào)整為近月點(diǎn)為200千米的橢圓軌道,擇機(jī)進(jìn)入月地轉(zhuǎn)移軌道
這個(gè)擇機(jī)是啥時(shí)候呢,筆者推測(cè)大約是13日,也就是周日某個(gè)時(shí)候!它將在近月點(diǎn)加速,一直將軌道提升至遠(yuǎn)月點(diǎn)接近地球,由于這是在地球引力場(chǎng)內(nèi)的測(cè)地線運(yùn)動(dòng),它的速度會(huì)越來越快,而無論這個(gè)探測(cè)器的速度是多少,只要它能從無限遠(yuǎn)的地方返回地球,那么它最終的速度至少也是第二宇宙速度!
很簡(jiǎn)單,因?yàn)樗与x地球的速度就需要第二宇宙速度,從無限遠(yuǎn)處返回,那就具有逃離時(shí)積累的勢(shì)能,從月球軌道返回,近地點(diǎn)的速度是接近第二宇宙速度的。嫦娥五號(hào)試驗(yàn)飛行器T1小飛,它在2014年返回時(shí)在南大西洋上空被釋放時(shí)的速度為10.8千米/秒,這個(gè)速度還是小飛反向彈離軌道器減速后的速度,所以軌道器速度還會(huì)更快一些。
這個(gè)速度足以讓軌道器重新回到月球,但如果軌道器不做任何操作,那么它將成為近地點(diǎn)為地球遠(yuǎn)地點(diǎn)在月球軌道附近的地球人造衛(wèi)星,無法再被月球捕獲,因?yàn)榻?jīng)過返回的四天時(shí)間,月球已經(jīng)不在那里了!
按月球軌道速度計(jì)算,它在四天的時(shí)間大約要經(jīng)過35萬千米,所以嫦娥五號(hào)軌道器的至少要將軌道的軌道進(jìn)動(dòng)朝月球前進(jìn)方向調(diào)整大約53度左右,才能趕上軌道器到遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)候剛好被月球引力捕獲。
所以只要稍稍調(diào)整下軌道器的參數(shù),嫦娥五號(hào)軌道器仍然可以重新回到月球軌道!
嫦娥五號(hào)即將完成任務(wù),軌道器還能干嗎呢?因?yàn)樗钶d了大量的探測(cè)設(shè)備,如果廢棄實(shí)在是太可惜了,我們來看看2014年搭載小飛的嫦娥五號(hào)試驗(yàn)飛行器服務(wù)艙的是怎么個(gè)徹底利用法的!
1、T1飛行器小飛于2014年11月1日降落在內(nèi)蒙古烏蘭察布市四子王旗預(yù)定降落點(diǎn);
2、11月27日,軌道器回到地月拉格朗日L2點(diǎn)李薩如軌道運(yùn)行,在L2點(diǎn)運(yùn)行到1月4日,服務(wù)艙脫離L2點(diǎn);
3、1月11日第一次近月制動(dòng),計(jì)入300*200千米的大橢圓環(huán)月軌道,后續(xù)繼續(xù)兩次近月制動(dòng)后進(jìn)入高度為200千米,傾角為43.7度的圓形軌道!
4、2月8日進(jìn)行了調(diào)相試驗(yàn)以模擬嫦娥五號(hào)軌道器遠(yuǎn)程導(dǎo)引、同年3月份上旬將再進(jìn)行一次在月軌的虛擬交聯(lián)中繼接遠(yuǎn)距離導(dǎo)引試驗(yàn)以模擬嫦娥五號(hào)上升器遠(yuǎn)程導(dǎo)引。4月份服務(wù)艙將會(huì)逐漸降低軌道至100公里,至50公里,至15公里,并為嫦娥五號(hào)預(yù)定的著陸采樣區(qū)(風(fēng)暴洋)進(jìn)行高清拍攝;
后續(xù)近月制動(dòng)的意圖都說清楚了,模擬上升器遠(yuǎn)程導(dǎo)引和為嫦娥五號(hào)著陸地拍攝高清月面照,以供數(shù)據(jù)分析使用,那么去L2點(diǎn)并且還以李薩如軌道運(yùn)行是為啥呢?
這是為嫦娥四號(hào)的月球南極艾肯特盤底登陸探路,因?yàn)樵虑虮趁娴陌咸嘏璧氐顷懕仨毷褂弥欣^衛(wèi)星在地球和月球背面之間提供中繼通信服務(wù)!
嫦娥五號(hào)還能干啥呢?
首先它也具有導(dǎo)引上升器起飛等測(cè)控轉(zhuǎn)發(fā)功能,還有數(shù)據(jù)中繼通信功能,當(dāng)然這些似乎沒啥用處了,不過也可以讓嫦娥五號(hào)軌道器和嫦娥四號(hào)之間做數(shù)據(jù)中繼測(cè)試,為未來的火星通信中繼測(cè)試(火星自轉(zhuǎn),會(huì)導(dǎo)致通信中斷,著陸時(shí)最好有中繼通信服務(wù))。
“伊娃”和“瓦力”為洞察號(hào)中繼通信
盡管嫦娥五號(hào)軌道器搭載的設(shè)備并沒有公布,不過我們也可以推測(cè)常規(guī)任務(wù)中包含的有高清CCD相機(jī)以及光譜分析等相關(guān)設(shè)備,可以對(duì)月球資源做相關(guān)普查,以及嫦娥六號(hào)月球南極探測(cè)的月面南極精細(xì)照片以供分析(必須轉(zhuǎn)為極軌)
另外為保障地月通信順暢,應(yīng)該也有太陽(yáng)風(fēng)離子探測(cè)器,對(duì)月球表面一個(gè)著名測(cè)磁異常區(qū)域探測(cè)等,嫦娥五號(hào)的軌道器相當(dāng)于一個(gè)月球軌道的探測(cè)器,它的剩余燃料可以保證它工作很久,所以徹底利用它,為以后的登月任務(wù)做更精細(xì)的任務(wù)。
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