长征五号奔月后只回来个回收仓,其他的设备去哪里了?
问题:长征五号奔月后只回来个回收仓,那么其他的设备去哪里了?
简单的说,就是都丢了。
这是航空航天的一个最大特点,就是大马拉小车,小车拉小盒,最后马和车都丢弃了,就回来个小盒,无人探测叫返回器,载人飞船叫返回舱。
因此,所有的发射任务,有的是有去无回,像一些无人探测器一旦发射,就有去无回了。而如果有返回任务的航天器,巨大的发射重量,回来的只有那么一点点。
阿波罗飞船“解体”过程。
这里说的“解体”,不是任务失败的解体,而是说在任务执行过程中,飞船一步步拆解丢弃的过程。
载人登月的阿波罗飞船长25米,总重为46吨,去月球时是一个整体。这个整体包括约6吨的锥形指令舱、约25吨的圆筒形服务舱,约14吨的登月舱,以及3名宇航员。到达月球环绕轨道后,14吨的登月舱就适时与飞船脱离,载着2名宇航员降落月球;另一名宇航员就留在指令舱里,与服务舱组成轨道舱,继续环绕月球运行,等候接应登陆月球的宇航员回来。
登月舱分为下降段和上升段,宇航员完成任务后和取得月样一起随着上升段返回月球轨道,下降段就遗弃在月球表面。上升段重约4.7吨(其中燃料2.6吨),利用下降段为发射平台,与下降段脱钩起飞到月球环绕轨道,与等候在那里的轨道舱对接后,宇航员爬进指令舱,上升段就也丢弃了,最终会坠落在月球上。
嫦娥五号任务探月器有点像迷你型的阿波罗飞船。
长征五号遥五运载火箭和嫦娥五号探测器。
嫦娥五号发射采用长征五号遥五运载火箭,这是我国新一代大推力低温液体运载火箭,全长近57米,起飞重量约870吨,起飞推力超过1000吨。其近地轨道运载能力为25吨,地球同步转移轨道14吨,地月转移轨道运载能力为8吨。
当长征五号遥五运载火箭把嫦娥五号探测器运送到地月转移轨道后,它的任务就完成了,也就是其重达870吨的箭体就消耗殆尽,残骸坠落进大气层烧毁了。
嫦娥五号无人探测器总重量为8.2吨,由轨道器、返回器、登月器三大部分组成,其中登月器也像阿波罗任务的登月舱一样分为着陆器(下降段)和上升器两部分,轨道器有点像阿波罗任务的服务舱,返回器就像指令舱。除了没有载人,嫦娥五号的整个运作过程就是一次阿波罗登月任务的重演。
随后,轨道器启动加速,进入月地转移轨道,返回到地球环绕轨道,然后释放返回器。轨道器最终自己坠毁在大气层烧毁,返回器进入大气层,最终降落在地表,如果这个小罐罐罐体没有在大气层烧坏,月样保存完好,任务就圆满完成。
因此整个嫦娥五号任务起飞重量八九百吨,其余的都烧掉了坠毁了,返回的也就几百公斤,或许还不到起飞重量的0.1%。
从上述飞天任务来看,每次消耗的都是天文数字,回收的却是一点点,因此航天是一种代价高昂的活动。这才有了埃隆·马斯克创办的太空探索技术公司,致力于回收火箭的研究和开发,现在已经取得了突破和成功,我想未来采用这项技术,发射成本就会大大降低。这并非本文讨论范围,就不展开说了。
现在虽然嫦娥五号的发射是成功了,但并不代表嫦娥五号任务就圆满成功了,甚至连一半成功也算不上。在未来的一些日子,嫦娥五号任务将进入最关键和最难的时候,中国的航天人还一刻也不能松懈,他们必须更加精心的注视和操控着每一个步骤。
让我们为他们加油,我们期待着返回舱安全的将月样带回。
就是这样,欢迎讨论,感谢阅读。
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。
嫦娥5号自11月4时30分升空后,需在轨分行6天预计11月30日进行地月轨道切换,切换到月球轨道,然后减速反向点火制动,做好降落准备。
着陆上升及轨返组合体需在轨环月飞行2天,进行对着落地的时间窗口及环境的观察后着陆上升组合体与轨返组合体分离,着落月球,估计这一过程约20分钟。
月面钻孔取样品2公斤,然后月面取土,这一过程需2天。取样完成上升器点火升空,着陆器留在月球。上升器与环月的轨返组合体连接,将样品转移到返回仓,然后与轨道仓分离,轨道仓在轨飞行,自行毁灭或进行撞击月面试验。
返回仓环月飞行6天,等待返回窗口,然后转移至地月轨道,回地球飞6天进入地球轨道,采用独创的打水漂式返回,最后着落在内蒙古大草原。
总共历时23天,将于12月16日采样返回着落场。祝嫦娥5号每一个节点都能取得圆满成功,顺利取样返回。
动力下降要向下喷火减速
月面钻2米取样⬇️
完成取样后上升离开月面⬇️
已与返回舱对接⬇️
两舱信号对接,用喷火控制两舱速度⬇️
上升器分离⬇️
上升器与神舟上的逃逸塔相似,和着落器组合成一个月上飞船;返回器和轨道器的组合就是一个货运飞船。到达月轨后,两船分离,月上飞船着落月表,取壤后由上升器拖回到月轨,与货运飞船对接、转移月壤到返回器,再两船分离。接下来就是货运飞船月地转移、返轨分离、返回器弹跳式回到地球、轨道器在大气层烧毁。估计月上飞船还有额外惊喜。
“嫦娥五号”这次要完成登月挖土返回任务,整个过程特别像当年美国阿波罗飞船的探月过程,其本质上也可以看作是一次小型无人版的阿波罗载人登月。美国已经完成了6次载人登月任务,其设计非常完善,技术已经相当成熟,航天工程本身就冒着巨大的风险,而在我们国家航天经费还是非常紧张、国力还没有达到非常强盛的情况下,借鉴它国的经验,让我们少走了很多弯路,提高成功的可能性。
“嫦娥五号”登月舱分成两级,下半截是下降级——着陆器,用于登陆月球。上半截是上升级——上升器,返程的时候与返回器对接,而着陆器要承担两项任务,一是着陆器,完成落月任务,取土返回时,充当火箭发射架,点火启动后把上升器送回来。此时着陆器已经完成了它的使命,把它就留在了月球上,日夜守望月球了。
上升器携带着2公斤月壤返回到了月球轨道上,开始与等待着的返回器对接。对接完成后,上升器中2公斤月壤转移到返回器中,上升器已经完成使命,开始与轨道器分离,也就留在了太空中。
目前只剩下轨道器和返回器,此时轨道器开始点火,把返回器送回地球,降落到地面上,从此完成了整个探月过程。轨道器实质上就是火箭发射器,完成任务后,就留在太空中成为太空垃圾,四个部分只有返回器回来了。
▲上图是着陆器转为发射架,离开了月球,返回月球轨道的画面
“嫦娥五号”这次探月过程,难度最大的是落月,还有从月球上返回。从以往其它国家失败的教训来看,多是在这一阶段发生的。着陆器要承担着两项任务,一是着陆过程要选择地点,避障,缓冲,下落时通过燃料减速,防护设备不能损坏,二是这次还要把上升器送回来,相当于把一个小型的火箭发射架投放到了月球上,有较高的难度。还好,嫦娥四号落月难题技术已突破,也很成熟,这次还是非常有把握的。
这次“嫦娥五号”是一次完整的载人计划的微缩版,总重量不大,才8.2吨。美国阿波罗11号登月时有3人,阿姆斯特朗与奥尔德林在月球上插小旗,蹦蹦跳跳,晃荡了一圈,就是大家在网上看到的场面,而柯斯林却留在了指令舱中,相当于咱们嫦娥五号的返回器。载人后要增加很多设备,并且提高了总重量,美国土星五号运载能力达到几十吨,月球轨道45吨,近地轨道118吨,这对我们国家来说,下一次登月首先得有一个更大推力的胖五出现,才能完成载人探月计划。
未来我国探月工程有3个人登月的话,如果按照阿波罗11号的实施方案,得有一个人留在返回器中,迎接从月球中返回来含有2个人的上升器,对接完后,2个人转移到返回器,3人团聚后回到地面,这个过程要求更高,每一个环节都不能出一点儿差错,否则的话功亏一篑。
这次我国将以嫦娥5号为标志,完成无人探测阶段后,工程将开启载人登月阶段,这将是继美国之后,我国将成为载人登月的第二个国家,也将面临着更高的机遇和挑战。