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為什么嫦娥五號上月球,要挖兩公斤土?


11月24日,凌晨4點30分,

海南文昌發射中心,

在人們的歡呼聲中,

搭載了嫦娥五號的長征五號遙五火箭,順利點火,成功起飛。

這次中國發射登月火箭的目的,是挖土,足足兩公斤,然后再從月球起飛,返回地球。

航天集團的小伙伴們,已經用穩重帶皮的講解方式,說明清楚了嫦娥五號,將以怎樣的方式,實現這一過程:


從月球上,帶兩公斤月壤回來,

聽起來好像很容易。

但是要告訴你的是,

距離距離最近一次從月球上帶東西回來,那已經是44年前的事了。

單單從時間上看,就知道這不是太容易的事情,

而且38萬公里的地月距離,

8噸重的裝備,

降落月球之后,

還得帶2公斤月壤返回……

所以這次登月,

真的是難于上青天。



1.

上世紀,美蘇登月大戰,一共帶回來382.335千克月巖土壤。

小數點前面,是美國帶回來的,

小數點后面,是蘇聯帶回來的,

突然擁有了那么多月巖儲備的美國,把月巖分成了很多塊,

作為外交禮物,送給了各國領導人,

其中,包括中國。

1978年布熱津斯基訪華,附贈了一塊月巖樣品,僅有1克重。

主席問有沒有誰能給鑒定一下?

有人推薦歐陽自遠,因為只有他,有過研究吉林隕石的經驗。


歐陽自遠小心翼翼地將隕石分為兩部分,一部分用來研究,另一部分送到了北京天文館進行珍藏。

這一鑒定不要緊,點燃了這位地質學家的太空夢,從此一發不可收拾。

1993年,研究了13年月球土壤的歐陽自遠,向國家提出了“我們中國可以探測月球了。”

此時,他已經58歲。

歐陽自遠說:“月球上有特殊的能源,他能夠供應人類未來核聚變材料,至少可以為人類解決一萬年的能源需求。”

就這樣,他頂著發展中國家的帽子,和技術落后的底子,

帶著一幫熱血科學家前前后后忙活了十年,

2004年,中國探月工程正式啟動,它名字便是:嫦娥


而之后中國的探月過程,也是循序漸進,穩步前行的。

大體上分為三個步驟:繞、落、回

什么意思呢?

就是第一步,先繞月飛行,看看我們繞月的能力到底行不行。

2007年,中國第一顆探月衛星“嫦娥一號”,以飄逸的走位,成功繞月;

當“嫦娥二號”繞月玩耍的時候,就帶回來很多照片,高分辨率的哦,一張全月球數字影像圖,分辨率達到7米。

繞月行動也非常順利。

這是2010年由國防科技工業局對外公布的照片:


有了這么清晰的月球素顏照,

緊接著,中國探月進入了第二階段,那就是“落”。

2013年,嫦娥三號軟著陸月球正面,還帶著一輛玉兔車一起月亮上玩耍,一起搞“巡天”、“觀地”、“測月”的聯合科學探測。

雖然有段時間,玉兔出了點小問題,開不了機,

好在后來逐漸恢復,我們也拿到了非常寶貴的月球地質數據。


等嫦娥四號再發射的時候,航天集團的小伙伴們就開始皮了。

可能是感覺正面登月,已經沒有挑戰難度,

航天集團的小伙伴們,在連夜吃下N多個包子之后,決定將嫦娥四號,發射到月球背面去登陸。

要知道,月亮從來沒有給地球人展示過他的背影,而且月球背面的數據,對于世界上大多數國家而言,都是盲區。

這難不倒航天人,自從中國開始航空航天領域的探索以來,

哪次不是盲區?哪次不是摸索?

就這樣,

2018年,嫦娥四號,帶著玉兔二號,飛到月球背面去登陸了。

世界也因此有了,第一個在月球背面軟著陸的航天器,

同時,玉兔二號也拍到了世界上第一張,月球背面近距離照片。


可能有人會好奇,

月球背面登錄的話,怎么解決通訊問題??

其實吧,

在嫦娥四號登月之前,

中國就已經發射了一顆叫“鵲橋”的中繼星,當傳話筒,

所以玉兔二號著陸月球背面的時候,“鵲橋”很快就聯系上了它。


這里給大家講個冷知識:

從上世紀50年代,人類發射到月球的探測器有100多次,但是月球背面著陸探測一次都沒有,

因為月球背面會屏蔽來自地球的無線電通訊,即使探測器降落在月球背面,信號也會被擋住發不出去。

技術上,可以用到“中繼衛星”作為月背和地球隔空喊話的使者,

但要實現地月精準的傳書,還有很多麻煩事,比如合適的地月引力平衡點,運行軌道......

點位不對,那信號就接收不到了;

軌道不對,中繼星隨時會走丟;

其他國家不是不敢登月背,

是臣妾做不到哇!


好了,話題回來。

中國發生的中繼星“鵲橋”,成功地搭建了太空高碼速率通信鏈路,

用來幫玉兔二號在月球背面行動,以便在月球上拍全景。

在“鵲橋”的幫助下,登錄器還能給玉兔拍照,

玉兔也用它自己的相機,給登陸器拍照,

你拍我,我拍你,

自此,中國探月工程,五戰五捷。




2.

好了,說完繞,咱們就該說“回”了,

這不是到了2020年11月24日凌晨4點30分,

這次中國打算去月亮上挖兩公斤土回來。

這次嫦娥五號將降落在月球最大的月海——風暴洋,底部附近的一個直徑70千米山丘---呂姆克山中。


這里存在著上億年前的玄武巖,

研究它們有利于1、2、3、4、5、6……

但最重要的是,月球樣品中含有氦-3,

它是高效且清潔安全的核聚變發電燃料。

還記得歐陽自遠當初的夢想嗎?1萬年的能源供給啊~

為了保證這次任務的完成(當然,我們絕對相信中國航天工程的實力)

我們設計了重型火箭:長征五號,使用的是液氧煤油+液氫液氧,環保又高能;

長征五號上面搭載的“嫦娥五號”,全重8.2噸,由軌道器、返回器、著陸器、上升器四件套組成。

在月球軌道上運行時,著陸器和上升飛行器將下降到月球表面;

而服務艙和地球返回艙則會繼續保持在軌運行(這個還在飛哦)。


嫦娥五號要完成月球采樣再返回,需要如下幾個步驟:

1:從地球上空飛到月球上空

2:著陸在月球表面

3:在月球表面采樣

4:從月球表面起飛

5:從月球上空飛回地球上空

6:把樣品扔回地球

下面這個視頻,把整個過程都說清楚了:


給大家普及一個小知識,

在“嫦娥五號”發射前,我國已經在2014年就發射了一顆探路的再入返回試驗器,名字叫“嫦娥5T”。

嫦娥5T已經按照技術人員的設定,成功登陸月球,并成功返回地球。

因此嫦娥五號的發射,已經提前掃清技術障礙。

還要說明的是:

我國探月計劃“繞、落、回”三步對應設計的是嫦娥一、三、五號,

但為了以防萬一,我們還設計了備份衛星,也就是嫦娥二、四、六,用來預防因為突發事件,而導致的拖延。

例如“嫦娥二號”是“嫦娥一號”的備用星,最后改成為“嫦娥三號”的發射做探測準備,并探測了小行星圖塔蒂斯;

“嫦娥三號”已經成功完成了“落”的任務,它的備份“嫦娥四號”就去實現了月亮背面的著陸探測;


前面幾次的探月過程,嚴格意義上說,更向在做信息收集。

無論是繞月行動,還是落月行動,

都是為了這次的挖土行動。

啊不對,

都是為了這次月球探測器的返回,做籌備。

也就是探月工程的第三個步驟:回

我們能挖兩公斤土回來,按照航天集團小伙伴們哪種穩重帶皮的作風,

一定會讓我們發射兩個人登月,然后再成功返回。


3 .

中國取得這樣的航天成就并不容易,

新中國之初,毛澤東提出了“我們也要造衛星”的宏偉設想。

但是對于航天事業,一方面花錢,另一方面科學技術本身,就是一件威力巨大的國家宣傳機器。


所以,在蘇聯和美國相繼在太空領域展開競賽的時候,中國遭到了定向的技術封鎖。

經濟底子薄、技術封鎖、人才匱乏……

怎么看怎么不像能夠撐起航天夢想,

但“有條件要上,沒有條件我們創造條件也要上”。

偉人為了推動衛星研制,在不同時期發布、審議通過了多項規劃和報告,出臺了多項專門的措施和辦法,形成了保駕護航。


于是錢學森掛帥,中科院執行,解放軍調配,鐵道部支援……

發射基地建在酒泉的沙漠里,蚊蟲兇惡,氣候惡劣,

基礎學科和工業體系也不完備怎么辦?

科研老師只能晚上自學,白天教學生。

就是在這種惡劣的情況下, 1960年,中國首枚探空火箭終于在上海試射,

而后1965年,中國第一顆原子彈在羅布泊上空爆炸,

1970長征一號將“東方紅,太陽升”的信號向全球傳送,

1990年,長征三號成功發射了一顆一通信衛星,中國開始在國際商業衛星發射市場占有一席之地。

面對中國航天力量崛起,美國切斷了和中國航天合作合作的可能性,

當美國主導的國際空間站項目啟動的時候,其他國家都可以參加,唯獨中國不可以!

為了進行技術封鎖,美國舉行的高端航天學術會議,都會禁止中國學者參加。

無法分享航天強國的技術和經驗,中國只能退而求其次,嘗試和歐盟合作,結果也被美國攪局;

2003年,決議不讓表態,資料不讓瀏覽,技術細節不告知……

在孤立無援又沒有充足資金的情況下,中國一批批的科學家和工程師們,憑借對航天事業的熱忱,對祖國的熱愛,艱苦奮斗的精神,終于2003年,神舟五號載人飛船升空;

2007年,嫦娥一號成功奔月,2016年,嫦娥四號實現人類首次月球背面軟著陸。


在那之后NASA破天荒的第一次主動聯系中國航天局,希望就嫦娥四號展開合作!

當嫦娥五號成功發射之后,美國宇航局第一時間進行了祝賀和點評,

同時,美方希望嫦娥五號的數據,能夠與世界,尤其是美國進行分享,以增進“以增進我們對月球的了解”“就像美國的阿波羅計劃和阿爾忒彌斯計劃所做的那樣。”

實際上,當年美國送給中國的那克月巖根本沒有什么研究價值,還耽誤了科研人員不少寶貴的時間;

至于前段時間他們搞的那個阿爾忒彌斯協議,

表面上是為了和平探索,

實際上是想把中國和俄羅斯隔離在外的意思非常明顯。

但來而不往非禮也,

等嫦娥五號帶回月巖之后,中國可以回贈美方2克月巖,以表達當年厚贈之情。



不知道為什么,中國總是在低調發展,

但總能用一系列精打細算的計劃,

一步步刷新著記錄。

讓我們,成為被保護的很好的人。

這里有數不清的奉獻者,他們籍籍無名,

卻總能保證帶給我們安全和信心。

他們曾經不忘初心,

如今依舊砥礪前行。

當一顆顆火箭在甘肅、陜西、四川、海南沖天而上的時候,

我們知道,

那些被偉人播下去的星星之火,已經在各行各業中燎原,

照亮了中國人的航天夢。

探月總設計師吳偉仁說:“采回的月壤,一部分放在北京,另一份放在湖南。因為毛主席說要上九天攬月,現在我們實現了九天攬月,可以告慰毛主席了。”

是啊主席,上天攬月的任務,我們實現了,


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