自發射升空以來,嫦娥五號的最新動態備受關注,因為這是我們國家第一次發射探測器到38萬公里外的月球表面採集樣本,也是我們國家第一次從月球表面起飛,最後帶著樣本帶回地球。雖然上世紀60-70年代,美蘇兩國都已經發射了飛船、探測器從月球表面完成取樣並帶回地球,但最後一次取樣已經是44年前的事情了,在1976年蘇聯發射的月球24號探測器是人類上世紀最後一次取樣任務。雖然他們已經取回樣本,嫦娥五號與他們的情況存在很多不同之處,甚至是面臨前所未有的挑戰。
嫦娥五號探測器與阿波羅飛船的不同之處在於阿波羅飛船整個過程基本上都是手動完成的,包括登月艙著陸月球、上升級與軌道艙對接等過程,都由宇航員完成。當年的自動化水平相對較低,沒法完全實現自主飛行。而嫦娥五號探測器雖然沒有搭載宇航員,但是能夠自主完成很多阿波羅飛船沒法完成的任務,如無人月球取樣、無人月球軌道交會對接等。
與月球24號系列探測器的不同之處在於嫦娥五號並不是整體著陸月球表面,而是釋放著陸器、上升器組合體登月,在完成取樣後,上升器帶著樣本進入月球軌道與軌道艙進行對接,最後返回地球。而月球24號探測器則是直接整個登陸月球,在完成月球採樣後直接從月球表面起飛返回地球,沒有對接的過程。前面提到,當年的水平有限,太空對接只能依靠宇航員完成,月球24號探測器並沒有宇航員,所以沒法在月球軌道交會對接,只能直接返回。由於沒法對接,所以月球24號探測器整體起飛的重量就非常大,導致當時帶回的月球樣本非常少。
嫦娥五號即將迎來緊張時刻
現在探測器的著陸器不僅完成了月球取樣,上升器已經帶著這些樣本從月球表面起飛,即將開啟返回地球之旅。從月球表面起飛的難度非常大,接下來的時刻也非常緊張,如上升器在進入月球軌道後,需要先與軌道上飛行的軌道器進行無人交會對接,這也是非常難的一個過程。
軌道器在軌道上運行時,本身就有一個比較快的速度,而上升器在上升前與月球的相對速度為0,在上升後速度會越來越快,最後進入月球軌道。最重要的是,從月球表面升空以後,上升器還得找到在軌道上等待的軌道器然後慢慢地靠近軌道器。如果上升器的速度控制不好或者飛行姿態控制不好,都可能會錯過與軌道器交會對接的機會,甚至可能會發生碰撞。
當然,對於我們來說在軌道上進行交會對接已經不是什麼困難的事情,因為我們之前就已經掌握了飛船與天宮一號、天宮二號這些空間實驗室交會對接的技術。不過,此前的交會對接都是在地球軌道,而嫦娥五號的無人交會對接是在38萬公里外的月球軌道上,這不僅僅是我們國家未曾試過的,也是人類未曾試過的。所以還是有一些挑戰性的。在完成對接後,探測器最後會帶著這些樣本高速飛回地球。
探測器在飛到月球附近時,先後進行了2次制動減速,進入環繞月球軌道,最後著陸器啟動發動機慢慢降落到月球表面。既然到達月球時,探測器能夠自己減速,為什麼返回器到地球附近時不能像這樣減速,而是要“打水漂”呢?返回器並沒有搭載太複雜的制動設備,而且返回的速度這麼快,需要消耗很多燃料來減速,這些都會增加探測器的重量。地球有大氣層,其實就是一個非常好的緩衝帶,能夠高效讓返回器的速度降下來。這個也是比較難的,也是最激動人心的時刻,因為那是嫦娥五號任務的最後階段了。
不怕被攔截嗎?
由於這些樣本非常珍貴,再加上嫦娥五號探測器的登月點比較特別,所以很多科學家都希望能夠分享到一些樣本。既然很多國家都沒法自己去月球取樣,那能不能在半路進行攔截,“偷取”我們的成果呢?
可能不少朋友都有這樣的擔憂,但是這樣的擔憂其實是多餘的。首先,這個返回器只是帶著一些月球樣本,相當於一艘無人飛船,並不是一枚有危險性的彈頭,是不能隨便攔截的。如果能夠隨便攔截這些飛行器,那就亂套了,你發射一顆衛星、飛船,我就攔下來,或者我發射一顆衛星你也攔下來。隨隨便便就攔截人家的飛船、衛星,是不是想“打架”?
其次,這不是想不想攔截的問題,而是現在還真的沒人能夠攔得住它,因為當代真正掌握“攔截”技術的國家屈指可數。一些導彈雖然能夠攔截導彈,但是與“捕獲”導彈、探測器還是不同的,因為這樣的攔截是將目標摧毀,而不是將其捕獲。摧毀我們的返回器有什麼意義呢?還不如讓這些樣本安全返回地球,研究成果將會造福人類呢。
不說將我們的返回器“劫”走,就算有人想摧毀返回器,不讓我們得到這些樣本,也是不可能的事情。那些攔截彈看起來確實是很牛,但是對返回器可以說是一點辦法都沒有。因為攔截彈一般都只是攔截固定彈道的目標,目標的飛行速度不會比嫦娥五號的速度快,嫦娥五號的返回器速度接近地球第二宇宙速度,接近33馬赫的速度。最重要的是,返回器在返回地球時,會以特殊角度進入地球大氣層,然後跳躍出大氣層,緊接著再次進入大氣層,以此來實現減速,這個過程就像“打水漂”。
不管是“愛國者”還是“標準3”,都只能望“空”興嘆,根本就不知道目標物在在哪。要是能夠攔得住這個返回器,那我們就不需擔心各種隕石“砸”地球了,我們有時候看到一些地區出現從天而降的隕石“火球”,也沒聽說他們攔得住。
所以,我們就不要擔心被攔截的問題了,搬好小板凳,一起等待探測器的凱旋歸來吧!
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