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關於嫦娥v5你需要知道的10個知識點

由 石頭科普工作室 發表于 運動2022-01-23
簡介就是看能不能把更多的東西2送上太空,這裡面有幾個指標,比如LEO(低地軌道近地軌道),GTO(地球同步轉移軌道:近地1000km-遠地36000km的同步軌道),我們來比較一下現役世界上的火箭,看一下長五在什麼位置:可以看到的是,在沒有長

遙代表數字幾

我們終於迎來了“胖五遙五送嫦五”。關於這次發射任務,大家想必有許多疑問。今天,關於這些疑問的回答,他來了!

1."胖五遙五送嫦五",你們是不是欺負我普通話(fa)不過關?

絕對沒有!絕對沒有!主要今年這一次任務特別巧(真的不是在演)。

“胖五”是長征五號的別稱。長征五號是長征系列火箭家族中的一員,目前共有從長征二號丙火箭到長征十一號14個型號在役,具備不同軌道的發射能力以及深空探測的功能。截止目前,長征系列火箭已經執行任務超過350次。在這些火箭裡面,有的我們非常熟悉,比如將我們的航天員送上太空的長征二號F火箭,還有被人認為是送人上天集團與送人上西天集團傾力合作的長征十一號火箭;長征五號只是這一大家子中其中一員,不過是個頭最大的一個。

“遙五”的“遙”實際上是“遙測箭”的簡稱,在火箭發射過程中,為了追蹤飛行狀態,需要加裝遙測裝置,就變成了“遙測箭”,可以將其近似理解為產品生產編號,說到這裡,有的人腦海裡突然有了這樣的語音:“東風飛行正常,遙測訊號正常”,你看,這不就出來了。其實以前的火箭也有“遙”的,比如嫦娥一號的長三甲遙十四,但是都是因為長五出來大家才關注“遙”這個問題的。果然都是大豬蹄子。

“嫦五”這個就比較簡單理解了,嫦娥五號是中國探月工程“嫦娥工程”的組成部分,而根據探月工程“繞落回”三步走戰略的安排,我們已經走到了最後一步。

其實這次在海上,我們還有遠望五號在實時接收我們的火箭與探測器訊號,如果不是因為對仗不順溜,我們還會加上一個“遠望五”的(加表情)

2.你們說的這個長征五號,它厲害嗎?

他不是厲害不厲害,他真的是那種在世界上都能排上名的那種火箭。怎麼判斷一個火箭厲不厲害呢?就是看能不能把更多的東西2送上太空,這裡面有幾個指標,比如LEO(低地軌道/近地軌道),GTO(地球同步轉移軌道:近地1000km-遠地36000km的同步軌道),我們來比較一下現役世界上的火箭,看一下長五在什麼位置:

可以看到的是,在沒有長五的時代,長三乙(三姨)承擔了主要的發射任務(長七服役還略晚於長五),嫦娥一號到四號也都是長三系列火箭發射的,鑑於他們的辛勤付出,我們賜予了他們“勞模”的稱號。在沒有長五之前,我們基本上是現役火箭裡面吊車尾的,而有了長五,我們瞬間躋身世界現役火箭三強,這是一種怎樣的感覺呢?——翻身農奴把歌唱啊!

並且,之前發射的要麼是“繞”要麼是“落”,飛行器總重量是不大的。嫦娥一號位2350千克,三號位3780千克,對於GTO僅有5。5噸的三姨來說,這快到達他的極限了。而我們的嫦娥五號,其總重量為8。2噸,三姨再努力,也扔不上去啊。

所以說,不僅僅是長征五號厲害,而且從探月到行星探測以及空間站,我們都十分需要長五。

3.嫦娥五號是中國探月工程執行的第六次任務,等會……嫦娥五號為什麼是第六次?

這個問題其實涉及到我們編號的另一個方面,按照“繞”“落”“回”三步走的戰略,我們一號二號是“繞”,三號四號是“落”,五號才能到“回”。但是五號的一些技術我們需要提前驗證,這就出現了嫦娥五號T1飛行器“舞娣”,來模擬嫦娥五號以接近第二宇宙速度返回地球的情況。這一任務執行於2014年10月,也就是嫦娥三號發射10個月之後。

4.嫦娥五號主要執行什麼任務呢?

簡而言之,“回”的任務就是回來:把月球的土壤帶回來。看到這裡地質的同學們狂喜:你們搞航天的最後不還是變成挖礦的了!這樣有一點太敷衍了,具體而言,嫦娥五號的科學目標:第一個是對著陸點的地形與地質進行探查,第二個是對返回的地面樣品進行長期的研究[footnoteRef:1]。 [1: 張巧玲。 歐陽自遠院士描繪嫦娥工程後續藍圖[EB/OL], http://news。sciencenet。cn/htmlnews/2011/12/256719。shtm,2011-12-9]

這一次,我們將一次性透過鑽探等方式從月球上採取兩千克的月球樣本進行研究,從而告別之前的一克樣品分兩份的時代,迎來自己的取樣返回的時代,為日後的載人登月與月球基地奠定基礎。從這個角度來看,嫦娥五號不僅爭氣,還爭未來。

5.月球那麼大,它準備從哪裡採集土壤?那地方有什麼特殊的?

關於嫦娥v5你需要知道的10個知識點

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在很早的時候,探月工程就公佈了嫦娥五號降落的地點——呂姆克山附近的月海平原,月面座標為北緯40。8°西經58。1°,月面座標是以月球正面中心點為原點建立的,所以我們可以輕鬆在下圖中找到呂姆克山的位置;如果覺得這樣的方法太麻煩,我們還有一個更為簡單的表示:風暴洋北部。而風暴洋就是月面西部那一片月海的名稱。這樣,當晚上我們仰望月球的時候,可以輕易的指出嫦娥五號降落的位置,或許還會收穫小夥伴的驚歎與讚揚。

月球這麼大,為什麼我們要選定呂姆克山呢?簡而言之就是:其他探測器沒去過(不會內卷)。專業人士是這麼說的:“風暴洋相對較年輕,富集鈾、釷、鉀等放射性元素,該地存在大約13億至20億年前的玄武岩,有助於推進對月球火山活動和演化歷史的認識。”[footnoteRef:2](最終還是搞起了地質)。 [2: 於紫月。 嫦娥五號即將升空 “挖土”之旅或可改寫月球歷史[N],科技日報,2020-11-19(4)]

6.兩千克樣品,真的很多嗎?

最終從月球帶回來的兩千克土壤,事實上,還是比較多的。沒有對比就沒有傷害,當年蘇聯月球16、20、24號一共才帶回來不到330克的樣品,而我們一次就能帶回來兩千克,這已經是數量級的區別了(毛熊你聽我解釋!)為什麼會有這樣的差別,主要是蘇聯當年並未掌握月球軌道交會對接的技術,而我們本次採用了這樣的技術,具體的程式我們會在下一個問題中詳述。

但是相比於美國阿波羅計劃從月球帶回來的幾百千克樣本來說,我們還是不夠的,還是要等到載人才能達到這樣的量級;對於我們未來的月球研究來說,這樣兩千克的樣品也是不夠的,我們只能說:道阻且長!

7.送這樣一個雙程票的探測器需要幾步(具體難在哪)?

你以為是簡簡單單的送上去,飛回來嗎?事實上,過程遠比我們想象的複雜,僅僅嫦娥五號探測器的結構,都比我們以往的航天器要複雜的多。

第一步:將整個探測器送到月球軌道並被月球捕獲,這一步驟,從一號到四號都很熟練了

第二步:返回器與著陸器面分離,著陸器帶著上升期降落到月面並進行月球取樣,軌道器與返回器留在月面。而降落部分,三號與四號都比較成熟了。

第三步:上升器帶著樣本上升,著陸器留在月球表面(被拋棄了┭┮﹏┭┮)

第四步:上升器與返回器對接,並將樣品送至返回器。

第五步:軌道器與返回器飛向地球(沒錯這裡又拋棄了一個)並在地球軌道附近分離(再拋棄軌道器)

第六步:返回器以接近第二宇宙速度的速度返回地面,飛行軌道是熟悉的打水漂方式

而在這一過程中,我們要實現多項突破:包括自動取樣;自月面起飛,月球軌道無人交會對接以及以第二宇宙速度返回地球等關鍵點[footnoteRef:3]。看起來很容易的一個過程實際上困難重重,真是困難到頭皮發麻~ [3: 白國龍、餘曉潔。 嫦娥五號獲新突破將創四個“首次”

關於嫦娥v5你需要知道的10個知識點

8.美國人四十四年前就把人送上太空了,我們現在才把探測器送上去,差距就有這麼大嗎?

是的,十分巨大,畢竟四十四年前,我們連自己的人造衛星都沒有送上太空。而且這一成就到現在依舊是領先的。從發射的火箭到飛行的航天器,還有許多需要我們趕超的地方,這是我們必須承認的事實。

但是並非一無是處,更不能妄自菲薄。嫦娥四號在月球背面的登陸已經成就了人類首次,而嫦娥五號的月球軌道自動對接也將創造歷史,這些都是我們獨特的成就。探月工程從無到有,一步一個腳印,這也是我們的成績。畢竟,一直到今天,能將探測器安全送上月球的國家也僅有美俄中三個國家而已。

在歷史與現實的背景下考慮:當時的阿波羅計劃是在太空競賽背景下進行的,幾乎是不計代價的投入,前後總計花費相當於當時美國GDP的2%-2。5%,而中國的探月工程只佔到了GDP的萬分之幾,這是兩種不同的投入模式[footnoteRef:4]。當NASA在2019年表示要在五年內重返月球的時候,其總計劃也有200-300億美元,其數目已經遠超中國整個探月工程的投入。從這一角度來看,我們的探月工程的確是高性價比的。 [4: 吳偉仁:嫦娥三號“並沒有花太多錢” 僅佔GDP萬分之幾[EB/OL],http://scitech。people。com。cn/n/2013/1217/c1007-23865877。html,2013-12-17。]

9.如果嫦娥五號成功了,我們下一步的任務就是送人上月球了嗎?

按照我們嫦娥工程整體的“探”“登”“駐”三大步(無人探月、載人登月、長久駐月),在無人探月之後,我們應該進行載人登月的工程。

那麼嫦娥五號之後是不是就要送人上月球了?是吧?不是~!

在嫦娥五號之後,我們的任務是——嫦娥六號!這不合理嗎?不,這很合理。“繞”“落”“回”三大步驟,每一個步驟都有兩個探測器,這是十分正常的存在,比如說:為了備份,以及降低成本。因此,嫦娥六號也是預料之中的事情,或許將對月球的極地進行探測。

哪怕我們開始了載人登月工程,也還有非常長的路要走。以神州系列飛船為例,雖然是載人航天,但是前四次都是無人飛行,到了神州五號才有了第一位航天英雄。因此,想看到中國人登上月球那一刻,我們還需要等一些時日。

10.嫦娥工程(航天)與我們普通人有什麼關係呢?

通常我們認為航天和普通人沒有什麼關係,甚至一度有搞航天不如西部扶貧的言論。先不談及嫦娥五號登月的深遠影響,實際上我們生活中的許多用品就由航天事業發明發展而來,比如尿不溼,最開始是給航天員發明的。對於中國航天科技集團來說,其擁有有效專利2萬多件,近年來在全國各地建設了許多成果轉化基地,在許多領域取得了顯著的成果。因此,如何考慮這些成果,航天事業並不是一個虧本的事業,而是一個回報率極高的事業。

對於月球來講,其富含許多對於地球來說十分寶貴的資源,如稀有金屬與氦-3等,其中氦-3最引人矚目,這是一種進行輕型可控核聚變的重要原料。據計算,而一個500兆瓦的發電站,每年氦-3僅需50公斤,隨著運載能力和聚變核技術的發展,有望實現低成本發電。

因此,航天科技很多時候已經悄然進入並改變了我們的生活而我們全然不知,我們做的事情僅有支援我們的航天事業,畢竟我們的征途是星辰大海!

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