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月球上没有火箭和发射基地,嫦娥五号怎样离开月球和返回地球?

 lsc白雪飘零 2022-06-27 发布于云南

“嫦娥五号”的地月之旅,代表着人类世界的最高科学成就,这也是人类文明44年来首次重返月球获取月壤,对人类探索宇宙深空有着无与伦比的重大意义。

深空中的嫦娥五号

为确保此次行动的成功,我国航天科学界为此奋斗了15年,研制出当前世界最先进的火箭之一——长征五号大推力重型火箭。

长征五号全高约57米,最大直径5米,这意味着长征五号有20层楼高,其腰身粗细约等于一套80平米的小户型,只有如此庞然大物,才能将小小的“嫦娥五号”登月舱送到月球。

长征五号

那么问题来了,月球上并没有大型发射基地以及新的“长征五号”运载火箭,“嫦娥五号”要怎样才能从月球上起飞,返回地球呢?

个中奥妙,就在于地球引力和月球引力的不同

地球的体积是月球的49倍,人造航天器要脱离地球引力需要达到11.2千米/秒的第二宇宙速度,而脱离月球引力,只需达到月球第二宇宙速度2.38千米/秒即可。

地球和月球组成的“地月系统”

地月二者的第二宇宙速度虽然仅相差4.7倍,但航天器脱离月球引力所需的发动机推力,其难度下降了何止百倍。

并且从月球上发射升空,还可以借助地月系统中的地球引力,所以航天器要真正脱离月球引力,只需达到1.8千米/秒的速度就行。

不仅如此,嫦娥五号在返回时,还会将着陆器留在月球以减轻发射重量,真正升空的,只有装着2公斤月壤的上升器。

上升器升空

上升器体积小,重量轻,速度也仅需要达到1.8千米/秒,这些有利条件累积下,上升器就不再需要大型火箭助推及发射基地,直接发射升空即可。

上升器脱离月球引力后,会在月球轨道进行绕月运动,这时留在环月轨道上的返回器将自动与上升器对接,月壤也将转移到返回器内,然后返回器点火,归航地球。

将来的载人登月也是同样模式。

嫦娥五号降落月球

所以这次嫦娥五号登月采样,实际上是未来载人登月的一次技术验证和预演,嫦娥五号整个采样过程,本质上就是一次小型的载人登月行动,这也是为何整个人类世界都极其关注嫦娥五号的根本原因之一。

载人登月相对容易些,真正麻烦的是未来载人登陆火星。

火星直径约为地球的一半,质量为地球的11%,因此火星的逃逸速度高达5.02千米/秒,由于火星还有浓厚的大气层,航天器脱离火星时,还会遇到大气阻力。

所以载人登火舱要从火星升空,就得像地球一样建立火箭发射器,最差也得造一个简易的才行。当然,如果仅仅是火星采样就不必这么麻烦。

落日下的火星地表

2019年年底,美国NASA便制定了一项火星采样计划,预计耗资70亿美元,目标是在2028年从火星上采集600克土壤样本送回地球。

这个计划进行得如何,目前还不清楚,不过按美国国内目前的形势,说不定已经暂停了。

美国人要怎么做我们管不着,十年内实现中国自己的载人登月,才是我们真正需要关心的大事。

这个世界的国与国之间,终究还是要靠硬实力说话。

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