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嫦娥五号

嫦娥五号成功返回对国际社会有哪些影响?嫦娥5号飞抵月球轨道为什么需要112小时呢

admin admin 发表于2022-09-18 00:03:22 浏览87 评论0

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嫦娥五号成功返回对国际社会有哪些影响

第一世界知底惧怕,第二世界羡慕心惊,第三世界庆祝鼓掌,所有敌对势力胆寒。

嫦娥5号飞抵月球轨道为什么需要112小时呢

地月距离平均38万公里,如果要冲出地球引力的束缚,得达到第二宇宙速度11.2千米/秒,以这个速度飞行的话 38万/11.2=9.42小时,接近10个小时也就到达月球了,为什么嫦娥5号飞抵月球轨道需要112小时呢。

这里面有两个问题大家要明白,首先嫦娥五号不是走直线飞往月球,如上图,它是走了一大段弧线,说是弧线,其实是一个大椭圆轨道的一部分,在宇宙中我们从地球上向外发射的探测器材,得受地球的引力束缚,同时还要受月球、太阳等其它天体对它的引力,综合起来这个轨道就是一个椭圆了,并不是直线。-嫦娥五号

我们发射的嫦娥五号位于地球和月球之间,主要受这两个天体引力束缚,在飞行过程中,地球、月球对它的引力在不断变化,它的轨道也随之变化,通俗地说,就像我们开车,没用方向盘,只知道往前走,有时候前行的方向不是我们需要的,要发生偏离,为此只能进行人工干预,进行轨道修正。-嫦娥五号

上图,嫦娥五号中途飞行过程中,预计准备三次修正,经过一次修正,二次修正后,轨道没有偏离,就取消的第三次修正,嫦娥在太空中怎么控制它呢,只能通过点火方式向某个方向喷出气体,就像我们给气球放气一样,气球向后喷气获得前行的动力。地月转移这条弧线轨道可就不只是38万公里了,可能要1.5倍于月地直线距离。-嫦娥五号

其次,嫦娥飞行速度不会总是11.2千米/秒,这个速度只是冲出地球引力的束缚,进入环月轨道时的速度,也是最高速度。其它轨道段的速度并不是很高,这就像垂直向空中抛出石块一样,越往高空,受地球引力影响,它的速度会越来越低,这是因为地球引力在持续影响。-嫦娥五号

嫦娥五号8吨多重,长征五号火箭输送给动力只持续了2220秒(37分钟),之后星箭分离,嫦娥五号就展开太阳翼,进入预定轨道朝着月亮方向前进。这是一加速段,速度达到最大值,之后地球引力越来越小,月球引力会越来越大,此消彼长,但由于地、月引力大小相差很悬殊,嫦娥五号因为失去火箭推力,速度还是受地球引力影响降了下来,但还是保持向前飞行。-嫦娥五号

上图中第一次轨道修正前,已在轨道上飞行了约17个小时,距离地球约16万公里。第二次轨道修正,嫦娥五号探测器已在轨飞行约41小时,距离地球约27万公里。

当进入月球轨道时,速度降到了3千米/秒,开始第一次近月制动,把速度降低到月球逃逸速度2.4千米/秒以下,被月球引力所捕获,防止与月球“擦肩而过”,之后又进行第二次制动,速度降低到1.7千米/秒以下,进行环月轨道,地月转移轨道完成就此结束,等待与着陆器分离。总计飞行了112小时。-嫦娥五号

由此看出,由于月球引力大,对探测器来说不好控制,不可能直落月球表面,只能绕环月轨道运行,调整好了以后,才开始进行着陆,在此过程中,通过反向喷气尽可能抵消引力的作用,方便对探测的控制,降低下落速度。

飞抵月球轨道是一条弯曲的线路,之间的速度也在变化,同时为了调整好轨道,要进行变轨,这都要走很多“弯路”,所以远不是大家想象那样走直线用的时间,路上经过一系列神操作,得要经过112小时才能到过环月轨道。-嫦娥五号

嫦娥五号成功发射对人类的影响是什么

别人能做到的事我们也能做得到,敢于挑战,勇于探索,在未来航天领域中留有中国一席之位。

嫦娥5号返回地球共需要多少天

嫦娥5号飞行到月球,取土完成后又返地共26天,目前每道程序都是按预定顺序方案进行的,状况良好,希望我们期待后续报道吧!为我们的科研人员们点赞?吧!

嫦娥5号发射成功,意味着什么

嫦娥5号发射成功意味着,中国正式进入了登月的第三步:绕,落,回的第三步。

单纯的从发射成功来说,是对长征五号运载火箭“胖五”可靠性的再一次证明。

长征5号火箭

中国登月计划三部曲:

首先我们应该提前说一点,不用过于强调美国在1970s年代的载人登月。毕竟阶段不同,中国在登月研究上面,既没有浪费金钱,也没有精力大的失败,是稳扎稳打的进步。

保持中国的节奏,不会落后,同时也能够有条不紊的进行。

(1)绕 :2004年~2007年(一期)研制和发射我国首颗月球探测卫星,实施绕月探测。

(2)落:2013年前后(二期)进行首次月球软着陆和自动巡视勘测。

(3)回:2020年前(三期)进行首次月球样品自动取样返回探测。

嫦娥5号构成

这三部都稳妥的进行着,按照这种节奏,中国可以在嫦娥系列载人登月飞船,会在未来10年实现。

嫦娥5号的多项首次尝试的意义

嫦娥5号要做4个首次尝试,这四个尝试都有极为深远的意义。

(1)首次在月面自动采样;

中国唯一一次获得月球岩石样本是美国送的1克的岩石样本。即便是这样,也对我们岩石月球起到了不少的作用。这次嫦娥5号,将在美国,苏联等航天器没有登录过的吕姆克山进行软着陆,然后钻地2米取的2kg的月球岩石样本带回地球,针对月球的分析月壤的结构、物理特性、物质组成,深化月球成因和演化历史的研究。-嫦娥五号

钻地取岩石

(2)首次从月面起飞;

在嫦娥三号,嫦娥四号,最后都是在月球表面实现软着陆后,最终留在了月球。嫦娥5号,是为了以后载人登月计划,返回地球,进行技术验证。做的一个实践。因此首次在无人的状态下实现月面起飞。

(3)首次在38万千米外的月球轨道上进行无人交会对接;

月球轨道的无人交汇对接,38万千米之外,即使是光速也需要1.3s的延时,这对于验证无人交汇对接技术很关键。

嫦娥5号的各个阶段

(4)首次带着月壤以接近第二宇宙速度返回地球。

作为深太空地区返回,嫦娥5号是第一次。我们之前经历的空间站反馈,都属于是近太空。在深度太空反馈的航天器,速度会非常大。

嫦娥5号的返回器,进入大气层的速度要达到第二宇宙速度。

根据专家介绍,降低返回器速度的办法:“”我们采取了一个办法,当返回舱下降到大气层弹道一半的时候,就不能再下降了,让它跳出大气层,再下降。就像小孩儿在水面上用石头打一个水漂,把石头砸进去,再冒出来,再落下去,如此返回舱的速度就慢了。这样的话,我们就可以利用降落伞让它降落下来,就比较安全了。”-嫦娥五号

这一系列的尝试,都是在为后续嫦娥系列载人登月做准备。

在科学的角度上面,完全的准备,比临时抱佛脚好好的太多。多次尝试要比一次灵光乍现来的靠谱。

所以对于载人登月来说,前面实验在多次,都是非常必要的。

长征5号——胖五的性能再次得到了验证

实话实说,在大推力火箭领域,中国目前一枝独秀的产品就是“胖五”,起飞重量达到870吨,起飞推力达到1000吨。近地轨道运载能力可达25吨级,地球同步转移轨道运载能力可达14吨级。

这个性能在全球算不上顶尖,但是排进第一梯队中还是有机会的。

胖五

中国为什么一定要去月球探索?

征服星辰大海,确实是需要花费大量的钱。但是在基础科学领域,认识和探索自然界的渠道方式非常多。月球就是人类探索宇宙的第一站。

(1)月球上之所以富含氦—3,是由于氦—3大量存在于太阳风中,月球没有磁场和大气,太阳风粒子能直达月面。经过亿万年流星和微流星的撞击,整个月球表面都不同程度地“吸附”上太阳风的粒子。

氦-3被认为是最清洁的核燃料,适合未来星际旅行。

在地球上氦-3的总含量大约仅有几百公斤,在月球上风化土中可能有数百万吨;

(2)月球上的矿产资源极为丰富(有月海玄武岩中的钛铁矿和克里普岩中的稀土元素、钾、磷和铀、钍等)

钛铁矿不仅是生产金属铁、钛的原料,还是生产水和火箭燃料——液氧的主要原料(Welham 2001);

月球地理名称命名

即使退一万步说,不考虑资源的价值。

如果说上一轮知识革命是抬头看世界,那么未来的知识革命是抬头看宇宙,我们不希望中国落后,落后了,目光都被别的航天器遮挡了。

天问一号和嫦娥五号,谁涉及的技术更高一些呢

天问一号和嫦娥五号,谁涉及的技术更高一些呢?

尽管国家航天局在7月17日宣布,“天问一号”垂直转运至发射区101发射工位后,将于7月下旬至8月上旬择机发射,但各位吃瓜群众都对7月23日发射非常有信心!当然2020还有一个重头戏也就是预计将在十月底发射嫦娥五号,两者任务有些类似,但又不完全一致,到底哪个技术含量高一些呢?-嫦娥五号

即将发射的天问一号

火星距离地球大约5500万千米,看起来并不是很远,但由于和地球公转轨道的速度差,两者大约每隔26个月才会靠近一次,因此2020年的火星靠近之年又成了火星探测的高峰年!

天问一号的组成和装备

天问一号有三大件,分别是轨道器、着陆器和巡视器,总质量约为5吨,其中轨道器质量为3.175吨,巡视器则为240千克,尺寸:2.0 m × 1.65 m × 0.8 m,分别完成火星探测和着陆巡视,将对火星土壤环境以及大气和水的分布与探测、火星生命的寻找,也将探测火星磁场与甲烷等与生命相关的关键信息。-嫦娥五号

另外环绕火星探测的轨道器也将完成着陆车和地球之间担任中继通信任务。巡视器还携带了探地雷达,调查火星地表下的土壤以及厚度与组成的成分,另外还搭载了导航相机、火星地标成分分析测试仪和多光谱相机,以及火星表面磁场探测的探测仪和火星气象测量仪!-嫦娥五号

天问一号如何登陆火星?

长征五号需要将天问一号送至地球轨道,然后在变轨到地火转移轨道,经过大约半年的飞行后,减速进入火星轨道,说起来容易,但事实上从地火转移轨道进入火星轨道的失败率很高,其中美国1992年9月25发射的的火星观察者号点火减速时失去联系,入轨失败。九十年代多个火星探测器比如日本的希望号、美国的火星气候轨道器、火星极地登陆者和深空2号等等,所以入轨火星是成功了一半!-嫦娥五号

另一半当然是登陆火星,因为天问一号组成是轨道器+着陆器+巡视车,轨道器留在火星轨道作为火星的卫星长期探测,着陆器带着巡视车着陆火星,轨道器还要起到后续探测的通信中继任务!天问一号则需要绕飞数月,再行登陆火星!而登陆火星中最难的就是“恐怖7分钟”!在人类试图登陆火星的13次火星探测中,能够安全度过这7分钟的仅有9次。-嫦娥五号

因为火星有一个薄薄的大气层,着陆器带着防护罩将以高超音速穿过大气层,而且需要在后期减速到460米/秒时的超音速下开伞,因此难度很高,最后还有抛弃降落伞,动力减速下降,悬停选定着陆点,直接登陆!

最后则是重头戏,巡视车从着陆器上驶下,据说最大可能命名为“赤兔”的巡视器将会在在着陆器上观察情况后再慢慢驶离!

下半年发射的嫦娥五号

发射嫦娥五号的也是CZ-5,不过这次只要第二宇宙速度脱离地球,到达38万千米的月球即可,而且CZ-5的地月转移轨道载荷达到了8.2吨,作为绕落回最后一个采样返回的任务,从月面返回将会难度增加不少!

嫦娥五号的组成

因为执行的是月面采样返回的任务,嫦娥五号有四大件组成,分别是轨道器、返回器、着陆器和上升器!各大件的功能就不多说了,看名称也就了解了!

任务的大致过程是这样的,CZ-5嫦娥五号送至地月转移轨道,大约4天后即可抵达月球,减速入轨,然后绕行探测月球,待选定地点后,着陆器和上升器的组合将会与主体分离,因为月球没有大气层,所以全程动力下降,一直到最后悬停阶段自主选择着陆场,确定后将直接降落!-嫦娥五号

和天问一号放出巡视器不一样,嫦娥五号会在探测后采集月面样品,以着陆器为发射台,直接升空返回月球轨道,与轨道器对接后,将样品转移至返回舱,然后返回舱脱离轨道器,进入返回地球的轨道!

值得一提的是返回器将以第二宇宙速度高速返回,并且它走的是2014年11月1日T1嫦娥五号的试验返回舱走的水漂弹道,这个控制要求比较高,一不小心就被弹回大气层外,再也无法回到地球!

两者相比,哪个技术难度更高?

两者难度都很高,但两强相比总有胜出的一方,那么它们的技术到底哪家强呢?

天问一号的难点:

  • 距离遥远,通信延迟非常严重,登陆完全自主
  • 火星登陆“恐怖7分钟”!13次试图登陆火星的探测中,仅有9次成功
  • 超音速开伞:天问一号登陆器将在火星大气层中超音速打开降落伞
  • 动力悬停规避、自主降落
  • 巡视车驶离登陆器

嫦娥五号难点,嫦娥系列所有任务中大部分步骤都已经由三号和四号验证,剩余还有几项尚未验证:

  • 月球表面采样
  • 采样后上升器从月面起飞
  • 月球轨道上上升器和轨道器对接

分离,变轨并返回地球轨道以及第二宇宙速度范围,T1飞行器已经验证!

与天问一号相比,除了巡视器驶离着陆器这个在嫦娥三号和四号已经验证外,其他都没有经过验证,从数量和通信难度上来看,天问一号完胜嫦娥五号!但嫦娥五号从月面返回同样在中国航天史无前例,难度同样非常高!

嫦娥五号的采样返回将会为火星采样返回做好铺垫,而天问一号的技术未来也将应用于火星采样返回,两者的综合将是未来火星探测重头戏的重要组成部分,对于中国航天来说,没有哪个更难,而是“雄关漫道真如铁 而今迈步从头越”!-嫦娥五号

嫦娥五号月壤中,中国科学家发现重大秘密,美国月壤为什么没有

情况不对!美国的月壤怎么没有发现这些,中国嫦娥五号的月壤再次获得重大突破,美国月壤为什么没有?这让人很“折腾”啦!

所以,不少人都说美国的月壤到底是不是真的,就算是送给我国也没有这些发现啦!这难道真的是情况不对?美国登月问题再次被大家推向了热议的点。

不过话说回来,的确美国的月壤与中国的月壤还是存在一定的差别,至于美国登月的问题,我们只能“呵呵”,可能还是有不少人说美国登月是假的,根本不是真的。

要是真的,为什么与中国嫦娥五号的月壤发现,存在这么大的差别?这是不是太不科学了,太不可信了,是不是真的呢?我们一步一步地来看。

美国登月“真假”论证

长期以来,对美国的登月“真假”论证,我们也是一直在说,什么“阿波罗”载人登月完全是20世纪最大的骗局,真空环境下的旗帜会飘扬等问题,都是针对美国阿波罗计划登月的质疑。

当然,这些问题我们也进行多次说明了的。就如:真空环境下的旗帜会飘扬,这个问题,我们简单说明下。

其实这是美国制作的一种特殊旗子,它为了达到较好的视觉效果,设计的旗杆比较长,所以,当我们看到美国宇航员将旗帜插入土壤后,旗杆在高真空环境下的较长时间振动导致。

误以为是旗帜在飘扬了,而这种状态其实反而证明该区域真空度很高。所以,这种状态是正常的,并不是大家说的“虚假”的。

同时,最有力的证据证明美国登月是真的,还有一个月壤问题,那就是美国曾送给中国1克月球岩石标本,我国欧阳自远科学团队,利用0.5克做研究,发表了14篇相关文章。

证明了这一块岩石样本——是美国阿波罗17号载人飞船的宇航员,采自月球澄海东南着陆区的样品,属于高钛月海玄武岩。

所以,我国都证明了美国登月是真的,解释了很多问题,为何还有人质疑美国登月是假的?

这完全是“荒谬了”,所以大家不要说美国登月是假的,至少科学界已经证明了这个问题,美国登月就是人类历史上的一次重大探索突破,世界航天史上具有划时代意义的一项成就。那你说中国的嫦娥五号重大发现,为何美国没有呢?我们先来看看什么重大发现!-嫦娥五号

中国嫦娥五号月壤重大发现,不一样的秘密!

嫦娥五号的重大发现其实很多,当然有一个是大家热议最强悍的,那就是我国科学家在月壤之中,找到了制造火箭燃料、氧气的方式,月壤提供了重要的基础。

所以,这一发现为未来我国进行月球登月,建立月球基地具有重要的作用。下面我们就来看看这个发现。

这是来自嫦娥五号探测器系统总指挥、总设计师杨孟飞院士,中国科学院物理研究所汪卫华院士等组成的研究团队,通过利用约0.2克月壤研究出来的成果,并且发表在了《焦耳》上。

大家要知道,要想在月球上居住和生存,水、氧气和能源必不可少,而我国嫦娥五号已经证明了月球上水资源的存在,而氧气就是例外的一个关键了。

而我国科学团队对“月壤”催化技术,进行了多种尝试以评估其性能。比如,用光伏电解水的方式实现氢气和氧气的转化,光催化水分解成氢气和氧气,光催化二氧化碳转化成一氧化碳、甲烷和甲醇,光热催化二氧化碳加氢产生甲烷和甲醇等等。-嫦娥五号

最终,他们筛选出光伏电解水和光热催化二氧化碳加氢这两种方式,它们可以实现最高的“月壤”催化效率,而且得到的物质更有用、更纯净。用“月壤”催化得到的氧气、氢气、甲烷以及甲醇。

所以,氧气来了!水也来了!燃料也来了!这就是中国嫦娥五号的重大发现,这是我国前所未有的成果。并且就算是美国登月带回来的月球土壤,都没有这些成果发现。

美国登月是真的,为何300多公斤月壤都没这些成果,什么原因?

的确,从美国的月球样本情况来看,数量也不少,美国在1969年至1972年的阿波罗计划之中,共6次在月球表面着陆,并且有12名NASA宇航员踏上月球,为美国共从月球带回391公斤月球土壤!300多公斤的月球土壤,竟然没有这些重大发现?其实存在一部分,但是并不是完全。-嫦娥五号

美国宇航局(NASA)曾宣布月球表面有水分子存在,而我国发射的嫦娥五号探测器通过对月壤进行原位探测,更证实了月球上水资源的存在。

只不过,这次关于催化燃料,氧气等出现的问题,暂时没有解决,没有看到相关信息的公布,这是什么原因呢

上面其实我们也提到了,美国阿波罗计划登月的区域,与我国嫦娥五号的登月区域完全不一样。嫦娥五号选择在月球上最大的月海——风暴洋北部的吕姆克山脉附近。所以地质条件存在差异,那么采取的样本就不一样,那么最终发现的东西也可能会存在差异。-嫦娥五号

同时,我国发现的,美国可能会发现一部分,也可能发现不了。而他们发现的,我国可能也发现不了。因为不同区域产生的成果不一样。所以,这跟美国登月的问题并没有什么关系,只是月球上的区域不一样,采取的样本,获得的成果可能存在差异。-嫦娥五号

就如我们地球一样,不同区域土壤成分都可能存在差异,那么研究出来的结果存在差异,这就是大概的情况。嫦娥五号月壤中,中国科学家发现重大秘密,美国月壤为什么没有?

其实就是这个原因。所以,大家完全没有必要去争论美国登月真假问题,这两者并没有关系,并且美国登月我国也证明了是真的,月球样本说明了一切。