一文读懂你关心的“嫦娥五号”六大问题

作者: 乔辉

来源: 腾讯太空

发布日期: 2020-12-17

本文详细介绍了嫦娥五号从月球返回地球的过程及其相关科学问题,包括着陆地点选择、返回方式、月壤存放和用途、氦-3研究以及整个任务的详细时间线。

据央视新闻消息,2020年12月17日凌晨2点左右,经过23天的太空之旅后,嫦娥五号返回器携带2千克月壤样品成功在内蒙古中部四子王旗着陆场着陆。标志着我国首次月球采样返回任务圆满完成!据悉,嫦娥五号返回器的体积只有神舟飞船返回舱的七分之一,落区范围(着陆面积)却是后者的16倍,加上着陆场高寒冰雪的环境,这些都给搜寻工作造成了一定困难。

按计划,回收后的嫦娥五号返回器在完成必要的地面处理工作后将空运至北京开舱,取出样品容器及搭载物。从1976年前苏联月球20号探测器最后一次月球采样返回算起,这是时隔44年后人类再次采回月球样品。

一、为什么选择在内蒙古四子王旗着陆?除了本次嫦娥五号之外,此前我国神舟系列载人飞船也都选择在内蒙古四子王旗着陆场着陆。

资料显示,四子王旗海拔1000米到1200米,属沙质草原,地势平坦开阔,没有大的河流湖泊,属中温带大陆性气候,全年干燥少雨,空气能见度高。这一地区以畜牧业经济为主,牧民基本定居,大多孤门独户,人烟稀少,每平方公里人口不超过10人,房屋和高大树木占地面积远小于草地总面积的千分之一。因此,非常适合作为飞船的着陆场。

二、为什么嫦娥五号返回要采用“打水漂”的方式?

这段时间,关心嫦娥五号探月的朋友可能已听说,嫦娥五号采用所谓的“打水漂”的方式返回。为什么要采用这种方式?其实这种返回方式绝不是为了好玩儿,其背后有深刻的科学道理。返回器从38万公里之外的月球飞往地球的过程中,相当于从38万公里的高度“掉”向地球,来到地球附近的时候,其速度已接近地球的第二宇宙速度(11.2公里每秒)!

我们知道,此前我国神舟飞船是在近地轨道上围绕地球运动,其速度接近地球的第一宇宙速度(7.9公里每秒)。也就是说,嫦娥五号返回器的速度比神舟飞船返回器的速度要快得多,需要采用在地球大气层上“打水漂”的方式来延长减速过程和冷却时间,降低气动加热和冲压对舱体的危害。

三、嫦娥五号挖回的月壤存放在哪里?根据此前的报道,国家天文台已建成国内首个“月球样品实验室”,为避免月球样品受到地球大气、水等环境污染做好了准备,已具备“地外样品”存储、处理和分析的能力。月球样品返回地球后,地面应用系统将与探测器系统完成月球样品交接,在月球样品实验室完成表取和钻取样品的解封、分样和存储。月球返回样品经初步测试分析、描述和建库后,根据授权进行发布,开展长期的实验室研究。

四、嫦娥五号挖回的月壤主要用途是什么?此前,科学家通过对美国和前苏联带回的月球样品的研究表明,月球上的火山活动在35亿年前达到顶峰,然后减弱并停止。但通过对月球表面的其他特征观测表明,某些区域可能含有最近10至20亿年前才形成的火山熔岩,这又说明月球上的火山活动可能停止得相对较晚。根据此前的报道,嫦娥五号是从吕姆克山脉附近采集的月壤样品,那里存在大约13亿至20亿年前的玄武岩。

科学家通过对这些岩石样本的研究,能够最终确认该区域火山活动是何时停止的,这将对月球的演化历史提供最重要的线索。

五、采回来的月壤样品能够揭开更多氦-3的秘密吗?关注科学的朋友应该还会联想到另外一个重要问题,我们这次取回的样品是否也是为了研究月壤中的氦-3?我们知道,氦-3是氦的一种同位素,未来理论上可以作为核聚变的理想核燃料,能解决重大的能源问题。

对于这个问题,腾讯新闻知识官,地球和行星科学家,中国地质大学(武汉)肖龙教授表示,氦-3不是月球自己产生的,主要跟太阳风的注入有关,因此在月面上,越老的地方氦-3积累的越多。嫦娥五号此次选择采集年轻地带的月壤,并不是冲着氦-3而去。理论上,氦-3确实有很大的利用价值,可以作为可控核聚变的原料。但是氦-3的提取是一个极其复杂的过程,它的丰度要达到一定含量才会有提取利用的可能。

目前人类技术水平还远远达不到开发、运输和利用的程度,从实际应用的角度来讲现在还为时尚早。

六、嫦娥五号从月球返回地球经历了哪些过程?嫦娥五号已经安全回家,最后让我们来回顾一下它从月球返回地球的这十几天经历了什么?12月3日23点10分,嫦娥五号上升器搭载着从月球采集的样品从月面顺利起飞并成功进入月球轨道,完成了我国探测器首次在地外天体起飞的壮举。

12月6日5时42分,嫦娥五号上升器成功与轨道器和返回器组合体交会对接,并于6时12分将样品容器安全转移至返回器中,实现我国首次月球轨道无人交会对接与样品转移。12月12日9时54分,嫦娥五号轨道器和返回器组合体经历了约6天的环月等待,实施了第一次月地转移入射,从近圆形轨道变为近月点高度约200公里的椭圆轨道。

月地转移入射的主要目的是通过月球轨道上的轨道机动,使轨道器和返回器组合体进入月地转移轨道。12月13日9时51分,嫦娥五号轨道器和返回器组合体实施第二次月地转移入射,在距月面约230公里处成功实施四台150牛发动机点火,约22分钟后,发动机正常关机。根据实时遥测数据监视判断,轨道器和返回器组合体成功进入月地转移轨道。

12月14日11时13分,嫦娥五号轨道器和返回器组合体上的两台25牛发动机工作约28秒,顺利完成第一次月地转移轨道修正。12月16日9时15分,嫦娥五号轨道器和返回器组合体上两台25N发动机工作约8秒钟,顺利完成第二次月地转移轨道修正。12月17日凌晨2点,经过23天的太空之旅后,嫦娥五号返回器携带2千克月壤样品成功在内蒙古中部四子王旗着陆场着陆。

UUID: ff32f3dd-8641-4b2e-a636-9eeb29417fa3

原始文件名: /home/andie/dev/tudou/annot/AI语料库-20240917-V2/AI语料库/环球科学公众号-pdf2txt/2020/2020-12-17_一文读懂你关心的“嫦娥五号”六大问题.txt

是否为广告: 否

处理费用: 0.0064 元