目前的状态是在环月轨道,随时准备着~回家。现在的嫦娥五号已经完成了月面采样任务,顺利实现了登月器的着陆器与上升器分离,上升器飞升到200公里高度的环月轨道,成功与等待在轨道上的轨道器对接,并且把装有2公斤左右月球岩石和土壤的密封罐,顺利转移到了轨道器上的返回器里。然后上升器与轨道器分离,受控坠毁到了月面上,坠落地点在月经0度,南纬30度的位置。这样,着陆器和上升器完成了自己使命,就永久的留在了月球上了。

我曾发文说过,整个嫦娥五号工程从开始发射,就是一个减负过程。发射重量达到870吨,长征5号遥五火箭把嫦娥五号送入地月转移轨道后,就完成任务了,860多吨就没了,其中主要是燃料,火箭残骸坠入大气层烧毁了。剩下嫦娥五号探测器8.2吨飞往月球,随着一路变轨、近月制动、进入环月轨道消耗的燃料,嫦娥五号就变得越来越轻。

到达月球后,登月器与轨道器分离降落在月球上,登月器实际上由着陆器和上升器两部分组成,着陆器只负责完成降落和采样,完成自动采样封装后,就被丢弃在月表。上升器与它脱钩飞升到环月轨道与轨道器自动交会对接。

现在嫦娥五号只剩下2个部分,重量大概不超过3吨。这两部分就是轨道器和返回器。轨道器就像长途汽车,把嫦娥五号有效载荷送到月球,再把它们接回来。有关机构没有公布轨道器、返回器的重量,因此约3吨是一个估计数,仅供参考。这3吨里面还有相当一部分是燃料。

嫦娥五号现在搭载最精华的部分就是月球采集的那2公斤样品,这次任务发射时重量870吨,最后都是为了这2公斤。现在任务已经完成绝大部分,只剩下3步。但这3步还是很关键的,稍有差池,就会前功尽弃。所以我说过这次嫦娥任务是步步惊心,每一步都很关键。

现在回来的最后3步为:提速脱离环月轨道,进入地月转移高速通道;到达距地球附5000公里时,轨道器抛出返回器,返回器采用半弹道跳跃式高速再入技术返回地面;返回器经过大气层高温烧蚀,度过7分钟黑障,准确降落在内蒙古四子王旗。

最关键一步是“打水漂”再入大气层。这几步无论哪一步出了问题,都会前功尽弃。尤其是采用半弹道跳跃式再入技术,也就是不减速,依靠撞击大气层阻力来减速,先被大气层弹射起来,然后又自由落体再入大气层,这时速度就从11.2km/s的第二宇宙速度,降低到了7.5km/s的低于第三宇宙速度,我们的工作人员就完全有把握回收了。

专家们把这种技术通俗称为“打水漂”。采取这种方式返回,是为了节省燃料,减轻嫦娥五号发射和航行过程的负担。如果采用近地制动方式返回,当然跟保险,但要增加很多燃料,那嫦娥五号就远远不止8.2吨了,要加上回到地球的刹车燃料,就可能要增加几吨,还有装燃料的罐子,刹车发动机,还要把这些重量送去再送回来所增加的燃料,还有长征五号遥五火箭送上地月转移轨道所要增加的燃料和重量,一揽子连锁效应就完全不一样了。

采用半弹道跳跃式高速再入技术,减少了很多成本和发射难题,增加了控制的风险。就像我们平时用石块瓦片使劲斜抛向水面,石块瓦片就会被水反弹漂那么几下,这里的关键是返回器入射角度要非常精准,角度过大,就会一头栽进大气层烧毁,残骸坠落地表摔烂;角度过小,则一下子飘远了,再也回不来了。

月球样品怎么这么珍贵?因为这是从外星球来的东西。迄今为止,人类从地球以外带回来的东西还只有月球和1颗小行星。在月球上,我们是第三个采样回来的国家。最早是老美,上世纪成功实施了6次载人登月,先后带回了月岩月壤等样品2196个,重达382公斤;后来,前苏联从1972年~1976年先后三次通过无人探测器从月球取回样品326克,其中第一次101克,第二次55克,第三次170克。

取回小行星样品的是日本隼鸟号无人探测器,2003年发射,2010年返回,在太空7年行程约60亿公里。隼鸟号在一颗只有600多米长,长得像个土豆,编号为25143,又名“糸川”的小行星上取样带回研究。样品总共约1500粒,大小只有10微米,也就是1%毫米。样品虽然很少也很小,但这是人类首次从小行星上得来的外星样品,对研究太阳系形成过程有重大意义。

现在日本的隼鸟2号也已经在一个叫“龙宫”的小行星上取样完成,正在回归路上,就在这几天回到地球,会将样品抛在澳大利亚后,利用剩余燃料飞往另外的小行星进行探访。这也可以视为人工智能为了人类的探索事业,从来不讲价钱,鞠躬尽瘁死而后已。

中国采回的月样尤其珍贵。我们嫦娥五号从月球带回的样品,显得尤为珍贵。这是因为采样地点在月球风暴洋区域,那里被认为是月球更年轻的地方,在二三十亿年前还有过火山活动。而原来带回的样品研究证明,月岩生成年代都更久远,因此嫦娥五号带回的月样,对月球月表完整的认识非常重要。

而取回这些月样的成本是多少呢?据有关方面披露,嫦娥1号研发费用需要14亿人民币,而嫦娥五号研发费用(包括长征五号遥五火箭发射费用)需要30亿元人民币,这些还不包括所投入的各种科技软成本。我们算算2公斤月球宝贝价值几何?

当然,人类航天活动除了探索未知世界,还会产生很多“副作用”,也就是推进人类文明进程。如上世纪美苏太空争霸,虽然有着政治因素,但在推动社会经济和科技发展方面,也起到重大作用,很多产品辐射到了社会上,如集成电路、太阳能电池板、CT和核磁共振扫描、方便蔬菜、石英钟、防火服、微波炉、纸尿裤等等,还催生了许多高科技产业,如英特尔、微软以及苹果等公司应运而生,互联网时代来临,整个的改变了人类文明走向。

中国的嫦娥奔月以及神舟飞船工程,一定也会带给中国乃至全世界更多的福利。

嫦娥五号为什么还不回来?是的,嫦娥五号已经完成了月球那边所有任务,就等着上高速返回地球了。有些网友用拟人化形容嫦娥五号盼归的心情是望眼欲穿、心急如焚,实际上是反应自己的心情。那么为什么嫦娥五号还要在那围绕着月球继续转悠,不让它尽快回来呢?

原来地球和月球都在不断的运动,嫦娥五号去时进入地月高速转移轨道,回来时进入月地高速转移轨道,都是有时机和窗口的,一个月只有一次,只有在最佳窗口时,才能够提速进入高速通道,否则就会需要走更多的路,花费更多的燃料。而嫦娥五号带去的燃料是既定的,只能按照拟定好的来去路线和时间运行。

因此就要等。航天科技集团五院以写给嫦娥五号第6封回信的方式,幽默的回答了网友们这种心情,引用如下:

亲爱的嫦娥五号∶
首先要告诉你一个好消息,由五院抓总研制的高分十四号卫星昨天成功发射,你已经不是咱家最小的孩子了!
离家14天,你圆满地完成了发射、落月、采样、上升、交会对接等各项任务,现在就剩下最后一项任务一一平安返回了。可是你还不能着急,因为你还要等待月地入射窗口的到来,在这段时间里,你就继续环月飞行,在轨道上再把月亮仔仔细细看个够吧。
知道你已经归心似箭了,但月地入射窗口就像回家之路的大门,轨返组合体在那里摆脱月球引力,进入月地转移轨道。由于月地关系在不断变化,受到推进剂携带量和返回四子王旗再入航程的约束,每个月月地入射的最佳窗口是唯一的,错过后需要额外消耗大量的推进剂或者等待长达一个月的时间,下一个窗口才会出现。抓住这唯一的机会,按时准确入射是我们对你的期盼。所以就算之前嫦娥5T再入返回试验器已经和你分享过经验,你也要小心才是。
“古之立大事者,不惟有超世之才,亦必有坚韧不拔之志”。最后的十余天,我们一起努力!
牵挂你的家人们
2020年12月7日

嫦娥五号几时到家?根据航天科技集团之前发布的消息,嫦娥五号任务整体时间需要约23天,发射时间是2020年11月24日,如23天回来,时间大约在12月16日左右。嫦娥五号出发去月球时高速通道旅行时间花了4天零16个小时,我想回来也差不多4天吧,这样可能就在今明两天要启动脱离环月轨道,上返回的“高速通道”了。

据有关专家介绍,返回时速度可达第二宇宙速度,也就是每秒11.2千米。而地月距离平均也就38.4万千米,怎么要走这么久呢?这就说明前往月球,实际走的行程远远不止38.4万千米,因为地球在动,月球也在动,探测器在行进过程中,除了地月轨道提速过程,还要不断“追赶”,实际行程至少要数百万千米,不信你算算看。

让我们期待着嫦娥五号带着“月球宝贝”顺利归来。感谢阅读,欢迎讨论。

时空通讯原创版权,侵权抄袭是不道德的行为,敬请理解合作。

来源: 原创