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嫦娥五号将跳着芭蕾归来,是真的吗?它会在月球留下国旗吗?

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  有些朋友认为嫦娥五号没带国旗去月球,表示很遗憾。其实这是不了解情况,嫦娥五号是带了国旗的,而且展开方式很酷。现在嫦娥五号离开地球已经10天了,它是怎样运作的,现在咋样了,何时能够回家,我们一起来了解一下。

  

国旗。

  嫦娥五号带去的国旗不是插在月表上,而是从登月器的着陆器上弹出,是在完成月球取样任务,封装样品后,在旋紧封装设备后,上升器起飞前弹出的一面五星红旗。不过我看到的只是模拟动画(见上图),还没看到实际操作是怎样的。

  嫦娥五号探测器是采取无人自控方式,从月球采样返回的一次航天活动,没有在地表插国旗的功能,只能在设备上弹出一面国旗,这面国旗虽然没有美国载人登月插在月球上的国旗大,但意义是一样的。我想这种无人探测器,如果要专门弄个插一面大国旗在月表上的装置也能办到,但问题是为此要付出很大代价。而这次任务主要是去取样,没必要弄那些虚的。

  

嫦娥五号探测器整体构造和工作过程。

  嫦娥五号无人探测器由三大部分组成,即轨道器、返回器、登月器。其中登月器又由两部分组成,即着陆器,上升器。这几大部分的功能是:

  轨道器主要功能就是起到长途运载作用,就像一辆长途汽车,将登月器送到月球,采完样又把它们接回来,送回地球附近,就完成任务了。轨道器里面转载的主要是发动机和长途奔波的燃料,长征五号遥五火箭把嫦娥五号送入地月转移轨道后,轨道器就高速飞往38万千米以外的月球,到达月球通过刹车被月球引力捕获,然后实现绕月飞行,释放登月器,自己就在环月轨道上等候登月器完成月球采样任务归来。

  

  

  上升器带着月样返回到月球环绕轨道,轨道器与之自动交会对接,将收集封装好的“月球宝贝”从上升器转移到返回器,然后抛弃返回器,载着返回舱脱离环月轨道,从月地转移高速通道返回地球,回地球环绕轨道,释放出返回舱,它的任务就结束了,最终是漂流在太空还是坠毁到大气层烧掉,要看它最终速度。

  

  登月器的主要功能就是登陆月球,取样后返回月球环绕轨道。登月器着陆器和上升器两部分连体组成,着陆器携带着着陆所需燃料,主要负责按预定地点着陆。着陆器上还携带着两种采样设备,也就是钻机和铲挖设备,着陆后,通过电力启动这两种设备通过钻取和表取,将取得的月岩和月壤分别装入上升器中的密封罐里,其任务就完成了。

  

  

  

  就在这时一面五星红旗弹了出来,和着陆器永远留在了月球上。而上升器在完成月样密封后,启动发动机与着陆器脱钩,飞升到距月表200千米的环月轨道,与轨道器自动完成交会对接,然后将封装好的月球物质转移到返回舱,上升器的任务就完成了,与轨道器脱钩,最终或飘在太空或坠毁在月球上。

  

  

  

  

  

  返回器是整个嫦娥五号工程的最终结晶,长征五号遥五火箭发射重量870吨,最终,99.9%的物质都消融抛弃在太空、月球或地球大气层烧毁,只有这个不到0.1%的返回器回到地球,而这个返回器的返回就是为了送回约2kg“月球宝贝”。因此返回器返回也是一个非常关键而最后的任务,前面做的所有过程都只是铺垫,都是为了最后这2kg。

  这次返回将采取“半弹道弹跳式返回的方式”,俗话就是“打水漂”方式。

  

  

  

这里特别介绍一些返回器是怎么“打水漂”。

  轨道器带着返回器以11km/s到达地球后,就不像到达月球后采取刹车方式被引力捕获了,而是直接抛出返回器,让其撞入大气层,利用大气层阻力来减速。具体是返回器到达地球后就与轨道器分离,然后返回器会以约11km/s的速度冲入大气层,由于角度和速度问题,很快就会被大气层反弹起来,就像在快速斜着向水中抛瓦片,瓦片就会在水面上弹跳。

  

  这样,通过大气层的阻力,第一次弹跳后速度就从第二宇宙速度降低到第一宇宙速度以下,这时,弹跳到一定高度的返回器在地球引力作用下,以约7.5km/s的速度再入大气层,以自由落体的方式降落。这样的速度就和以往多次航天返回装置回收差不多了,地控人员就有了足够经验应对了。

  有网友把嫦娥五号返回舱这种归来方法亲昵的称为“跳着芭蕾舞归来”。

  嫦娥五号返回器经过大气层摩擦剧烈燃烧,经历约7分钟黑障时期(就是什么信息也接收不到),速度渐渐慢下来,在约10千米高空打开降落伞,落地点选择在内蒙古大草原上。

  

为什么采用“芭蕾舞”方式回归?

  这是一次大胆尝试,也是中国航天人有足够把握自信的体现。采用弹道弹跳式返回最大的优势,就是不需要巨大的刹车燃料消耗,这样嫦娥五号起飞就不需要带更多的燃料,轨道舱也就不需要做得更大。

  要知道航天活动每增加一点重量都会让发射成本成倍增加,如果采取保险的减速式返回,嫦娥五号探测器总体重量就远远不止8.2吨了。

  但采取这种弹跳式“打水漂”方式,要求控制技术非常高,如果角度稍有差池,就会出现两种可能:一种是进入大气层时角度过小,返回器弹跳起来就飞跑了,一去不复返永远也回不来了;还有一种就是角度过大,一头高速栽进大气层,就像跳水运动员跳水一样钻入水中弹不起来,这样,返回器由于速度太高,很可能会在大气层烧毁或坠毁在地表。

  

  

  这两个失误都会导致前功尽弃功亏一篑,使准备多年花费巨大的工程在最后时刻以失败告终。

  还有就是这种方式要检验返回舱的承受冲击力和高温能力。航天科技集团嫦娥五号返回器副主任设计师刘大海介绍,返回器采用了蜂窝结构的防热层,约20毫米厚,里面填充的都是新型耐烧蚀材料。同时,在耐高温发动机以及推进剂控制方面,也进行了创新。这些技术创新确保返回器能够经受太空飞行和返回时严峻考验。

  

嫦娥五号采样已经完成,即将回归。

  据媒体报道,有关机构宣布嫦娥五号登月器在昨晚22时已经完成了采样任务,装满月样的密封罐已经按要求完成密封,着陆器和上升器连体的登月器已经启动相机对自身进行扫描检查,并正在做起飞前准备。如果一切正常,将适时启动上升器点火起飞,到200千米高空与环绕月球等待在那里的轨道器对接,然后将密封的月样转移到返回器,然后提速进入月地转移高速通道,回家喽。

  我们祝贺返回舱带着2kg“月球宝贝”顺利归来,象征着中国航天道路上又树立起一座丰碑。

  就是这样,欢迎讨论,感谢阅读。

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