美国曾只给中国1克月壤堪比羞辱,现在我们
2024/10/22 来源:不详中科白癜风医院微博 http://www.kstejiao.com/
来源:诸葛兵
中国月球探测器“嫦娥五号”在海南岛东北海岸中国文昌航天发射场,由长征五号运载火箭成功发射升空,正式踏上奔月之旅。
发射成功的一刹那,无数航天人欢呼雀跃,也有无数航天人喜极而泣。
也许在很多人的印象中,嫦娥登月计划已经不是成功了两次了吗?这次至于这么激动吗?
其实,与以往不同的是,这次嫦娥五号除了要在月面选定区域着陆,采集月球样品,还要将样品送回地球!
这次任务,是我国探月工程“绕、落、回”三步走战略的最后一步,也称得上我国航天领域迄今最复杂、难度最大的任务,成为中国航天史上新的里程碑。
01
长久以来,人类就对这颗距离地球最近的天体充满着迷。
在中国,诞生了嫦娥奔月这样美妙的神话。
在国外,也有月神南纳(苏美尔神话中的月亮老人),塞勒涅(希腊神话中的满月女神),狄安娜(戴安娜)(罗马神话中的月神)等与月球有关的神话形象。
可是受限于技术,人类对月球的探索,始终停留在坐地观月的阶段。
直到航天时代来临,人类才终于有勇气用自己的智慧和技术,去探索月球。
不过探索月球,谈何容易。
简单来说,探索月球面临三大困难:上得去、落得下、回得来,也就是我们常说的“绕、落、回”。
年4月2日,苏联发射“月球4号”,但“月球4号”从距离月面千米的地方飞过,向太阳轨道飞去,失败。
年,苏联“月球5号”、“月球6号”、“月球7号”、“月球8号”统统失败。
▲苏联月球探测器美国也差不多,徘徊者-1、徘徊者-2、徘徊者-3、徘徊者-4、徘徊者-5统统失败。
这些探测器,有的是飞到半途失效,有的是压根没形成绕月飞丢了,有的落月时候失败。
而最近一次落月失败,是年印度月船2号在月球着陆时摔了。
▲印度月球探测器最后一刻“倒栽葱”而中国的月球探测器,全部成功!
中国的探月工程“绕、落、回”三部曲,嫦娥一号、二号为一期,已经成功实现了“绕”。
▲嫦娥一号嫦娥三号、四号为二期,实现了月面软着陆,成功把玉兔一号、玉兔二号送上了月球,并拍了无数照片。
▲玉兔2号踏上月之暗面现在,轮到嫦娥五号的三期任务了,那就是挖一捧土,然后飞回来!
多了一个“回”,结构就复杂了很多,从一个数字就能看得出来,嫦娥五号发射质量急剧增大至8.2吨,而嫦娥四号仅有不到4吨!
而采集月壤样本后,从月面起飞的上升器重量高达公斤,远远超过了玉兔号月球车的公斤。
重量大了,设备多了,性能自然就强了。
比如嫦娥五号任务目标是抓取2公斤以上月壤,抓取上限是4公斤,也就是说嫦娥五号一不小心抓多了,只要在4公斤以内,也是可以带回来的。
这4公斤是什么水平?
是月球无人采样领域里的世界第一!
超过过去人类发射过的无人探测器取回样本的总和!
▲岩心钻探机可以钻取月面下2米深度的月岩样本
要知道,苏联成功登月的三艘无人月球采样飞船,获取的月壤总量也仅有克,加起来仅为嫦娥五号设计采样量的12分之一!
▲月球采样的苏联飞船月壤虽是土,价值抵万金。
有了这些月壤样本,中国就可以尽情研究里面蕴藏的人类能源革命的未来--氦-3。
氦-3是未来核聚变的可选燃料之一,但地球上的氦气主要是放射性元素铀、钍衰变产生的氦-4。氦-3主要存在于太阳,通过太阳风注入到月壤中(地球的磁场保护了地球,但同时也挡掉了氦-3)。
彻底打破美国人对月壤长达几十年的垄断!
除了首次在月球表面自动采样之外,嫦娥五号还实现了另外三个首次:
首次在38万公里外的月球轨道上进行无人交会对接。
首次带着月壤以接近第二宇宙速度返回地球。
这三个首次,丝毫不比采样容易。
火箭从地球起飞,有完善的指控设施、发射塔架,而从月球起飞什么都没有,就连地都不能保证是平的。
▲嫦娥四号着陆器就落在了斜坡上为了顺利起飞,要攻克月面起飞轨道设计、月面起飞测控、发动机羽流导流等月面起飞的核心难题。
而起飞之后,单单依靠上升器是无法把月壤样本送回地球的,它需要与轨返组合体对接,进行样品转移,并由返回器送返地球。
也就是说,中国要在38万公里以远的月球轨道上,实现无人交会对接!
这不仅是中国的第一次,也是人类航天史上的第一次。
对接后,还要进行为期6天的环月等待飞行,目的是进入能量最优月地转移轨道。
当轨道窗口到来时,发动机点火将返回器推入地月转移轨道,然后回到地球轨道,最后再入大气层。
因为再入大气层的速度远远高于神舟飞船,接近了第二宇宙速度,只能用高速半弹道跳跃式返回轨道,就像打水漂一样,返回器第一次再入大气先反弹回太空,尔后再二次再入大气层,来实现减速。
最后,到达一定高度后,才能打开降落伞,实现软着陆。
难么?听着都难!
但是这些难,是非常有价值的!
因为这些技术,其实就是中国载人登月的核心技术!
你以为中国真的只是为了那两公斤月壤样本吗?其实它是为了验证地外星球复杂样本取样、飞船地外星球起飞、地外星球深空轨道无人交会对接、地月轨道返回等一系列登月返回的核心技术!
▲中国载人登月想象图这些技术突破了,未来以嫦娥五号为基础扩容,增设生命保障设备,同时提升工程可靠性,那就成了一艘21世纪的中国载人登月飞船!
嫦娥五号计划,其实就是是一次无人版的“美国阿波罗”登月步骤,也是中国载人登月的一次预演!
2
为什么嫦娥五号发射成功时,有人忍不住热泪盈眶?
无他,压力实在太大了、
因为嫦娥五号,本来应该是在年发射的。
只是,长征五号的发射失利,给高歌猛进的中国航天兜头泼了一盆凉水。
航天界有句行话:“运载火箭的能力有多大,航天的舞台就有多大”。
中国虽然一直是航天大国,但一直受限于“毒火箭”和“运力小”的桎梏。
▲中国之前的火箭用偏二甲肼做燃料,有毒
要想把8吨载荷发射到地月转移轨道,研制大火箭长征五号是唯一一条出路。
从十几年前长征五号开始研制起,这枚大火箭就备受