嫦娥五号即将前往月球“采矿”,该怎么返回?科学家:不能出错

在组织了多次模拟发射练习后,嫦娥五号探测器即将发射升空,这也是探月工程的收官之战。

中国的探月工程于2004年开始,至今已经发射了嫦娥一号、嫦娥二号等探测器,距离嫦娥四号探测器发射,已经过去了大约2年的时间。嫦娥五号探测器到了发射的筹备阶段,本来是在2019年发射的,考虑到技术方面的原因,时间推迟到了2020年。

长征五号运载火箭

嫦娥五号探测器已经抵达了海南文昌航天发射场,将由长征五号运载火箭发射升空。这是中国第一个在月球取样并返回地球的探测器,科学家们付出了太多的心血。为了确保成功,还举行了多次模拟发射。北京航天飞行控制中心、西安卫星测控中心以及参与计划的各个测控场站,都在准备中。

嫦娥五号的任务

嫦娥五号任务的复杂程度,是前几次比不上的。它的主要任务是从月球“挖矿”,也就是开采月球的土壤和岩石并带回地球,帮助我们认识月球的环境。看上去没什么难度,毕竟美国和前苏联都成功了,我们如今的技术也也不差。

阿波罗登月

阿波罗探月计划总共带回来了381千克的样本,包括月球土壤和岩石,这也多亏了土星五号运载火箭,推动力强劲,直接把宇航员送到了月球上。前苏联在运载火箭方面表现得不怎么样,所以没能实现载人登月,不过发射的探测器还是带回来了一些样本。

嫦娥五号由轨道器、返回器和着陆器等多个部分组成,着陆器会开采月面样本。目前的计划是开采2公斤,它携带的无人采样器会用钻头深入月球内部,再配合着机械臂,开采岩石和土壤。之后还要对样本进行第一次封装,机械臂会按照计划将开采后的样本送到上升器里,在上升器中进行封装,确保没有突发情况影响月球样本。

土星五号运载火箭

太空环境恶劣,如果不将其密封,里面的样本可能会飘散出去。这一环节看起来不复杂,可对机器来说一点也不轻松,我们只能在地球上发出指令,具体的实施过程全部由机器完成,缺少了“人”这一角色,难度不言而喻。毕竟以往开采样本,宇航员都会动手检查的。

如何返回地球

拿到月球样本,只是万里长征第一步,更关键的是返回过程。这一过程要是失败了,嫦娥五号计划就等于失败了。

着陆器

虽然我们从上个世纪开始就想着在月球上建立基地,联系地球和月球,不过至今也没有多少进展。这也意味着,所有着陆月球的探测器想回来,都要想办法从月球上再次发射。嫦娥五号的着陆器经过调整,可以暂时充当一个火箭发射架,上升器在科学家的指挥下,启动动力系统,发动机瞬间释放出上千度的高温,推动上升器脱离月球引力。

在研制过程中,如何保证高温不会把着陆器烧掉,让科学家颇为头疼,好在最后克服了。

月球表面的土壤较为松散

和人们想的不一样,上升器拿到月球样本后,不会直接和轨道器对接返回地球,而是在月球轨道上“停泊”一段时间。轨道器和再入器就在轨道上,等待着上升器的对接。

对接成功后,上升器里的月球样本会转移到再入器里,进行第二次封装。同时,上升器自动脱离,不会回到地球。当火箭全力启动,速度逼近第二宇宙速度时,再入器还会抵抗它和地球大气摩擦产生的高温。这一过程涉及到的结构非常多,全靠探测器自主完成,一个环节出了错,都会引起连锁反应。

无人开采qi

如果一切顺利的话,它将会降落在内蒙古草原。当我们拿到再入器的时候,还需要在一个特殊的实验室里打开门,在此之前,是不能让月球样本和空气接触的。一个小小的细节都需要注意,可见嫦娥五号计划的复杂程度。

这也多亏了科研工作者们的付出,我们才能取得这些成就。嫦娥五号将在不久之后发射,让我们拭目以待!

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