作者/吳一千
太陽系探測器就是指人類發射到地球外層空間的探測器,截止到2020年,根據維基百科消息,人類已經向太空發射了125艘無人月球探測器,其中59艘成功完成任務,51艘失敗,剩下的一小部分,要麼部分成功(未能完成所有任務),要麼在軌運行,要麼原因不明(比如月球15號)。
人類上次最近的無人取樣月球探測器是1976年蘇聯發射的月球24號,距離現在已有44年,在時隔如此長的時間前提下,中國重新開啟新一輪的登月計劃,對於整個航天事業和人類探索而言,是很有價值的。
其他國家的探月路途也不是一帆風順,比如2019年,印度發射的月船2號,就在距離地球2.1公里處失去聯繫。航天器造價昂貴,所以科學家一般會竭盡所能的降低失敗的可能性,但是航天史上失敗卻是家常便飯,從以上的數據可以算出,失敗率接近41%,算十分高了。
顯然探月對於技術的要求是極高的,我們一起看看航天史上最昂貴的"科學實驗",並分析嫦娥五號為了成功返回地球,又做了哪些準備?
1.月船2號為何失敗了?
在2019年9月7日凌晨4點45分左右,月船2號著陸器失去了聯繫,此時以及距離月球表面2.1公里,勝利就在眼前了。
月船2號是印度研製的無人月球探測器,由軌道器、著陸車以及月球車構成,重約3.89噸。軌道器將負責圍繞月球進行探測的任務,著陸器攜帶月球車進行登陸。
月船2號主要承擔的任務包括圍繞月球探測和在月球南極著陸,如果成功,月船2號代表人類首次登陸月球南極。月船2號攜帶的月球車採用太陽能發電,預計可以工作14天。
月船2號嚴格來說,只是著陸器失去聯繫,而軌道器依然正常運行。而失聯對於印度的月球探測器,並不是第一次發生了。早在2008年,印度就發射了月船1號,並且成功完成大部分任務,但在2009年8月29日,印度和月船1號失去了聯繫。
月船2號著陸器中間還出了岔子,原本2011年就要發射,但因為著陸器由俄羅斯負責製造,但俄羅斯方面的火衛一-土壤任務出了問題,因此牽連到了著陸器的製造(因為採用的技術可能有問題),所以為了不再延後發射,印度決定自行製造著陸器。
雖然這次任務著陸器失聯了,但印度這種獨立自主的精神還是值得學習的。
2.還未發射就失敗的阿波羅1號
唯一載人登月的航天大國美國,在早期探索時,也是旅途坎坷。比如阿波羅1號,還未發射升空時,就失敗了,這導致了3名宇航員的死亡。
在19767年1月27日,大概是發射前一個月,阿波羅1號進行地面例行檢查測試,結果指令艙突發大火,三名宇航員在15秒內被全部燒死。後來調查原因,發現是指令艙線路短路,而打開艙門需要90秒,這麼短的時間內,宇航員沒有時間逃脫,另外還有疏忽大意的原因。
這次事故讓NASA對航天艙的材料(易燃)進行了重新評估和修改,因為在地面上還能發生這樣嚴重的事故,這是所有人都沒想到的,但是生命的代價在科研的路上還少嗎?
總體來看,在50年代到80年代的這段時間裡,月球探測器任務失敗的概率是極高的,這可能跟整體的科學技術水平相關,到了21世紀後,基本都是中國和美國在發射月球探測器了,而且幾乎沒有失敗。這說明探月技術已經基本成熟了。
3.嫦娥五號為何有把握成功?
目前嫦娥五號已經成功完成在月球表面取樣、上升器和軌道器成功交會、樣品成功轉入返回器,接下來就要回到地球上了。
在月球取樣並返回到月球軌道上,這是我們第一次嘗試,而接下來的返回地球部分,其實我們已經成功過一次了,那麼為何這樣說呢?
在嫦娥五號發射之前,我們發射了嫦娥五號T1試驗器,專門測試從太空中返回的技術。因為地月距離非常遠,所以返回器在靠近地球的過程中,會因為受到地球的重力而不斷加速,所以到達大氣層附近時,速度已經高達11.2公里每秒,接近了宇宙第二速度。
所以我們採用了"打水漂"式的返回技術,為了讓每一步都準確,不出錯誤,專門使用一個探測器進行實驗,這就說嫦娥五號T1,最終返回器按照控制,順利在內蒙古草原上成功降落。
所以前面的部分我們是首次嘗試,而最後的返回部分,我們已經成功了一次,所以基本是沒有太大問題了。
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