中国探月工程三步走圆满完成:功在中国,更令人类受益

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分类:综合

嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗着陆场安全着陆,这标志着探月工程嫦娥五号任务取得圆满成功。正如习近平总书记在贺电中所说,嫦娥五号任务不仅标志着中国航天向前迈出了重大一步,也将为深化人类对月球成因和太阳系演化历史的科学认知作出贡献。嫦娥五号不仅功在中国,更令人类受益。这是一个伟大的国家对全人类的贡献,也是一个伟大国家对人类命运共同体沉甸甸的承诺。

中国探月工程三步走圆满完成:功在中国,更令人类受益

来源:观察者网 作者:石豪 时间:2020-12-18

文 观察者网专栏作者 石豪

科研工作者、航空航天观察者

北京时间2020年12月17日1时59分,嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗着陆场安全着陆,这标志着探月工程嫦娥五号任务取得圆满成功。

16年,中国探月工程“绕、落、回”三步走圆满完成。

44年,世界终于再次获得了来自月球的珍贵样品。

关键技术,都成熟了

从地球到月球表面,再从月球表面安全返回,总共分几步?

首先是“地球发射”,要用强大的运载火箭从地球表面进行发射,将探测器送入地月转移轨道。

然后是“月球捕获”,探测器要进行机动,被月球引力圈捕获,环绕月球飞行。

接下来是“月球下降”,探测器的着陆器要自主下降,自主避障,安全平稳地在月球表面降落。

降落后,探测器就开始在月表执行预定任务,就嫦娥五号而言,“月表任务”是对月球进行钻探和表面取样,并妥善封装。

月表任务执行完毕后,就是关键的“月面上升”阶段,探测器的上升器要从月表起飞,将封装好的月球样本送入环月轨道。

嫦娥五号上升器自月球表面起飞 | 图片来源:中国航天科技集团

上升器进入环月轨道后,就是惊险的“月球轨道交会对接”,上升器要在遥远的月球低轨,与探测器的轨道返回组合体进行交会对接,将月球样本容器移交返回器保管。为确保不留下太空垃圾,威胁未来月球探测任务,上升器主动脱离轨返组合体,受控降落到月球表面。

嫦娥五号上升器与轨返组合体交会对接 | 图片来源:中国航天科技集团

月球样本的回家之路也不平凡,要先进行“月地转移”,探测器通过自身动力进入月地转移轨道,奔向地球。

最后是“地球再入”,怀揣月球样本的返回器以11千米/秒的高速进入大气层。由于月球返回器速度极高(接近第二宇宙速度),必须采用“打水漂”式的跳跃返回轨道,返回器第一次进入大气层后在距离地面60千米处利用自身气动升力弹回太空,再第二次进入大气层并最终着陆。这样可以最大限度利用稀薄大气进行减速,减少返回器所受的过载和温度。

嫦娥五号半弹道跳跃式再入返回 | 图片来源:中国空间技术研究院

在中国的探月路线图中,这些关键步骤是一步步实现的:

2007年发射的嫦娥一号,实现了“地球发射”、“月球捕获”,是为探月三步走中的“绕”。

嫦娥一号轨道 | 图片来源:国防科工局

2013年发射的嫦娥三号,在“绕”的基础上,实现了“月球下降”,首次执行了“月表任务”,是为三步走中的“落”。

嫦娥三号探测器与玉兔号月球车 | 图片来源:国防科工局

2014年发射的嫦娥五号T1探测器,则首次验证了“月地转移”和“地球再入”,为嫦娥五号成功打下了坚实基础。

嫦娥五号T1探测器 | 图片来源:中国航天科技集团

因此,当嫦娥五号成功实现了“月面上升”和“月球轨道交会对接”,一切就显得那么水到渠成。

探月三步走中的“回”,终于圆满完成,无人往返月球的全部技术,载人往返月球的全流程关键技术,我们用了16年的时间完全掌握。

可以自豪地说,月球的大门终于对中国完全敞开。

这是中国航天技术跨越的里程碑。

你们吹牛,我当真了

在嫦娥五号等待回家的时候,有一则“旧闻”被网友们挖掘了出来。

美国:2015年再度登月,最迟不超过2020年,还要在月球建设“多国太空站”。

俄罗斯:新式登月飞船将在今年(2005年)夏天首次试飞。

日本:2025年在月球建立基地……

世界是美好而脆弱的,因为理想总是美好,而现实往往脆弱。

这些摩拳擦掌的国家里,进度最快的反而是印度,他们真的在2008年发射了“月船一号”,但是2019年发射的“月船二号”出现故障,坠毁在月球表面。

尽管继承了苏联的光荣与梦想,俄罗斯航天的发展却并不那么顺利,计划于2005年试飞的“快帆”(也有翻译成“大剪刀”)飞船Kliper,早已被取消了。

Kliper飞船 | 图片来源:buran-energia.com

现在俄罗斯全力发展的,是奥廖尔号飞船,以前叫联邦号飞船——那个红色的联盟已经消失了,只有联邦了。

现在俄罗斯计划2029年进行飞船的环月试验。

曾经的“联邦号”飞船 | 图片来源:俄罗斯卫星通讯社

至于世界航天“最好的老大哥”——美国,它的月球计划同样没有实现,最迟不超过2020年的载人登月因为奥巴马政府对登月不感兴趣而推迟。尽管特朗普重启了登月计划,并宣称2024年美国宇航员重返月球,但眼看着特朗普连任无望,拜登政府是否有规划、有雅量继续特朗普雄心勃勃的重返月球项目,仍然是未知数。

有人说等待也是一种美好,但至少在航天领域,等待是充满风险的。NASA为重返月球和载人深空探测准备了强大的SLS火箭和猎户座号飞船,但SLS火箭因为技术原因也遭遇了多次延期,而早已准备好的猎户座号飞船则在一次次的等待中蹉跎了岁月。

SLS运载火箭 | 图片来源:NASA

就在SLS火箭终于结束拖延步入正轨的时候,11月30日,技术人员发现猎户座飞船上有一个电源组件发生故障,此时飞船已完成总装准备发射,完全修复需要十二个月。

对,整整一年。

组装完成的猎户座飞船 | 图片来源:NASA

我们的嫦娥五号在运载火箭遭遇困难时,也曾经进行了封存,探测器元件经过长期贮存是否还能保证可靠,也是嫦娥五号任务的一大难点。

嫦娥五号以圆满成功的姿态交上了一份满分答卷。

嫦娥五号月面采样 | 图片来源:中国航天科技集团

对了,这一切都是在远低于发达国家航天投入水平的基础上实现的。

“说好的一起吹牛,怎么就你中国当真了?!”

老一辈革命家们常说“五心不定,输得干干净净”。这不仅是科学技术的胜利,也是国家执行力的胜利。只有认真务实,坚定不移,才能把“吹出去的牛”一步一步变成现实。

伟大国家,人类责任

正如习近平总书记在贺电中所说,嫦娥五号任务不仅标志着中国航天向前迈出了重大一步,也将为深化人类对月球成因和太阳系演化历史的科学认知作出贡献。

嫦娥五号不仅功在中国,更令人类受益。

这是一个伟大的国家对全人类的贡献,也是一个伟大国家对人类命运共同体沉甸甸的承诺。

嫦娥五号着上组合体准备登月 | 图片来源:中国航天科技集团

伟大的国家,不是靠空头支票、夸夸其谈而来,也不是靠明火执仗、杀人取乐而来,更不是靠霸权主义、强权政治而来。

伟大的国家,应当把人类的发展与进步放在心上,尊重、合作,不断奋斗,不断贡献。

我们曾经看到这样的争论——登月有什么用?到底该发展嫦娥五号这样的深空探测器,还是发展与国家安全和人民生活相关的应用卫星?

嫦娥五号是伟大国家的象征,也是伟大国家对人类的贡献。

而与国家安全和人民生活息息相关的应用卫星,则是确保中国成为伟大国家的必需品。

二者的发展不是非此即彼,不是你死我活,而是缺一不可。

人类的航天事业,起源于战火纷飞的第二次世界大战,发展于剑拔弩张的冷战。苏联和美国两个超级大国的对抗,令大量人才与资金流向航天,客观上极大程度推动了航天技术的进步,其技术成就之高,甚至30年后的今天我们依然需要努力追赶。

这决定了航天事业的前期投入是必须且超量的。

技术水平对于航天的影响有多大?

美国可以用土星五号级别的大火箭进行单次发射,实现载人登月。没有巨型火箭,我们用长征五号要发射至少四次,用成熟技术的新火箭要发射至少两次。

美国可以用其军民遥感卫星网络实现对全球的10分钟重访,给定任意一个地面目标,每10分钟就有高分辨率卫星进行一次成像。

特朗普泄露的美国军用遥感卫星成像图 | 图片来源:@realDonaldTrump

现在我们还做不到,我们的火箭不够大,我们的卫星不够多。

但只要我们继续投入,继续奋斗,一定能够追上。

今天的四子王旗,红旗漫卷西风。

未来,会有更多的天眼在大气层外守望我们的安宁,会有更多的五星红旗飘扬在浩渺深空。

可上九天揽月,可下五洋捉鳖,高唱凯歌还。

世上无难事,只要肯登攀。

 

嫦娥五号返回器成功回收 | 图片来源:中国航天报

来源|观察者网

 

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