觀點投書:嫦娥五號攜回月壤後的未來地月關聯

2021-01-03 06:10

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中國官方媒體播放嫦娥五號返回器著陸點現場。(翻攝網路)

中國官方媒體播放嫦娥五號返回器著陸點現場。(翻攝網路)

2020年12月17日嫦娥五號月球探測器 (Chang’e 5 Detector) 經過約23天披星戴月的航天飛行,順利地返回地球,作者謹將這趟旅程整理如下供讀者參閱:

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去程

嫦娥五號月球探測器由軌道器、返回器、著陸器及上升器等數個部分組成,重量8.2噸,於11/24, 04:30在海南文昌,因載重較大,使用中國第一代的重型運載火箭「長征五號」發射升空,經過幾天的飛航,進行了一二及三四助推方向、助推器分離、起飛整流罩、拋整流罩、一二級火箭分離、起飛二級發動機、火箭與嫦娥五號探測器分離、軌道器太陽翼展開等過程,在月球的引力下,嫦娥五號準確地進入了環月軌道,分離開主體上的軌道器和返回器的組合,使其留在環月軌道上,僅讓著陸器和上升器的組合繼續引向月球,於12/01, 23:11 嫦娥五號探測器上段組合體以自主而精確複雜的動作,穩當地著陸在月球正面西北部風暴洋 (Oceanus Frocellarum, 其實不是海洋,而是面積約400萬平方公里的廣闊黑色熔岩平原) 的呂姆克山脈以北夏普月溪附近,這裡未曾有人類來訪過,其岩壤是由火山運動形成的月球最年輕的地質。

(翻攝畫面,作者提供)
嫦娥五號月球探測器由軌道器、返回器、著陸器及上升器等數個部分組成。 (翻攝畫面,作者提供)

自動取樣

在準備工作之後,著陸器即申出了全自動機械臂和大鑽具,開始挖掘月球土壤 (以下簡稱月壤) 的模式,工作包括了表鑽結合、多點採樣、機械臂表取和鑽具深入月表2米鑽取兩手抓,在月晝時100 ゚C的月面高溫下,連續工作了19小時,採取了約2公斤的月壤置入上升器的儲具中,於12/02, 22:00完成月壤採樣任務。

回程

於12/ 03, 23:10 上升器告別了著陸器,從月球上點火起飛,並如期地進入預定的環月軌道,與待命多時的軌道器和返回器組合體通過抱爪式對接技術,於12/06, 05: 42又一次緊密連接在一起了,合體之後,自動地將月壤從上升器轉移到返回器之中,這時上升器已圓滿完成使命,為了避免成為太空垃圾,影響往後各國的月球探測任務,上升器揮別了軌道器和返回器組合體,而回落到月球上,軌道器連同返回器點火機動,攜帶著月壤奔向38萬餘公里遠的地球,飛行速度接近每秒11公里,一般從近地軌道返回的航天器速度大都為每秒8公里,為了降低速度以免高速飛行與大氣磨擦過熱,軌道器在進入大氣層之前脫離組合體,讓返回器先以高速進入大氣層後,借助大氣層提供的上升力躍出大氣層再重回,從而獲得減速,這即是「半彈道跳躍式再入返回技術方案」,就像「打水漂」一般跳躍逐減,返回器繼續下落,並於接近地球1萬米高度時打開降落傘,於12/17, 01:59 著落在內蒙古四子王旗預定的草原上,外界氣溫僅 - 30゚C,終於順利而完美地達成了繞 (環月軌)、落 (月球面)、回 (返地球) 三部曲的工程使命,返回器由直升機運交給航天部門進行後繼處理及研究。

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