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嫦娥五号探测器系列报道
更新日期:2020-11-28    作者:网络综合    编辑:admin    点击量:9573

飞到月亮上,挖两公斤土带回来!

来源:鸣镝话匣子公众号

 

1086吨,长征五号遥五火箭的起飞推力

867吨,长征五号遥五火箭的起飞质量

8.2吨,嫦娥五号探测器的质量

4吨,嫦娥五号落月部分的质量

500千克,嫦娥五号上升器的质量

50千克,嫦娥五号返回器的质量

5千克,月球样品容器的质量

2千克,容器内的月球样本质量

 

嫦娥五号就在火箭整流罩内

长五遥五送嫦五,中国首次月球采样返回任务,探月工程“绕、落、回”三步走的收官之战,中国航天超级2020的年末重头戏……

林林总总对于嫦娥五号任务的描述,归根到底不过是一句话,飞到月亮上,挖两公斤土带回来!

为了不远万里去“挖土”的嫦娥五号,话匣君在送别“天问一号”四个月后,再一次来到海南文昌的龙楼小镇。

长征五号遥五火箭和嫦娥五号构成的器箭组合体在20201117日完成垂直转运后,眼下正在塔架包围中进行最后的测试,发射场系统昨天完成了最后一次全区合练,如无意外很快就将开始加注推进剂,倒计时的号令声已然不远。

垂直转运现场,“嫦娥小姐姐”陪伴嫦娥五号出征

去月亮上挖土,怎么挖?怎么装?怎么带回来?

话匣君最新了解到,费劲“洪荒之力”来到月表的“嫦娥”,可不是随随便便取一抔土了事。月表采样分为“钻取”和“表取”两个环节,钻取,使用深孔钻取式采样器,目标是采集月表之下两米深度的岩芯;表取,使用铲挖式复合功能采样器,采集月球表面的月壤和“小石头”。

钻取和表取所获得的样本,将被分别进行严密封装,转移到上升器中的样品容器内。随后,上升器在月面点火起飞,在月球轨道与轨道器交会对接,再通过专门的转移机构,将样品容器挪到返回器的“肚子”里。

随后上升器连着对接舱,与轨道器进行分离,轨道器带着返回器开启“回家”之路,在距离地球约5000公里高度,轨道器与返回器分离,回器“孤身一人”,再入大气层接受烈焰烧蚀,守护着“肚子”里的样品容器,返回位于内蒙古四子王旗的着陆场。

这将是中国人第一次凭借自身的力量,真真切切地“接触到月亮”,也是人类44年来的第一次月球采样返回。

上一次要追溯到1976年的月球24号,那是苏联的最后一次月球任务,采得样本量170克,不到嫦娥五号的十分之一

月球“挖土”极简史

人类登上月球,第一件事情是留下脚印,第二件事便是……“挖土”!

1969720201743秒,阿波罗11号飞船着陆在月球静海地区。这是人类首次登月,宇航员带回了约22千克的月壤和岩石样本。这被认为是此次任务在科学上的最大收获。

著名的“我个人的一小步”

美国“阿波罗”计划实现六次登月,共带回超过380千克的月球样本,其中月岩标本超过2400块,主要来自于阿波罗15号、16号和17号。

这些月球标本由多种不同的工具采集,包括锤、耙、铲、钳以及钻探采集。大多数被采集前的标本都有照片记录标本的原貌。标本采集后被放入有编号的标本袋中。带回地球后,标本被保存在特别环境标本容器。

苏联的月球采样始于1970年的月球16号,共进行了三次,全都是无人飞船自动采样,月面起飞后直接飞回地球,三次共采集样本约326克。

时隔44年,嫦娥五号的“挖土”之旅将是人类密集重返月球的一个新起点。嫦娥五号的“姐妹”嫦娥六号,后续也将执行采样返回任务,落月区域已锁定在月球南极周边。大洋彼岸的美国,重返月球计划虽然跌跌撞撞,但显然也是下定了决心。

来自月亮的“土”有什么价值?

来自月球上的样本,何止是“寸土寸金”?!

1993年,0.2克由苏联月球16号飞船采集的月球样本,在拍卖中卖出了44.25万美元。这是极为罕见的个例,因为总体上,有价无市。

美国是把月球岩石作为国礼的。据说送给了超过130个国家,最“壕”的时候一次送出了超过1千克。我们中国也收到过一次,仅仅只有1克。

那是1978年,美国总统卡特的安全事务顾问布热津斯基访问中国时赠送的,装在有机玻璃里的这块岩石,看上去有拇指大小。国家把它交给了后来被称为“嫦娥之父”的欧阳自远。

欧阳自远小心翼翼的砸开有机玻璃,发现这块岩石只有黄豆大小,原来是美国人把玻璃做出了放大镜的效果。仅仅1克月岩,被欧阳自远一分为二,只留下0.5克研究,另外0.5克送到北京天文馆保存起来。

仅仅这0.5克的月岩,给中国科学家打开了一扇通过月球的“大门”。科研人员累计发表了14篇相关研究文章,并准确推断出样品是由阿波罗17号任务所采集,据说让美国人大吃一惊。

“嫦娥之父”欧阳自远

走过这扇“大门”,中国人的“探月之路”越走越宽。嫦娥三号、四号两次进行月表软着陆,玉兔二号仍在月球背面兢兢业业地进行巡视探测。但“见多识广”在科学上仍然替代不了实实在在的样本。

分析在月球表面所“挖的土”,不仅有助于分析月球本身的起因和演化,还是研究太阳系空间物质和能量的一条捷径,包括太阳风的组成、太阳表层的成分特征、小天体和微陨石撞击月球等“密码”都有望得到破解。

月球样本还有助于人类对氦-3在月球上的储量和分布进行摸底。作为清洁安全的核聚变燃料。100吨氦-3所释放的能量,相当于全世界一年消耗的能源总量。而目前的研究显示,氦-3在月球上的储量有望达到百万吨级。这或将使得月球成为维系人类发展未来的战略之地。

嫦娥五号尚未出发,我国已经提前建好了月球样本的实验室,科学家们翘首以盼之心不言而喻。

登月“挖土”,固然在科学上意义非凡,但在航天工程领域,这远非嫦娥五号的使命和价值所在。说白了吧,如果按照苏联登月采样的技术路线,我们可能在很多年前就能实现目标。

嫦娥五号十年磨一年,被称为中国迄今为止最复杂、难度最大、风险最高的航天任务之一。

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