南航专家解读“嫦娥五号”:探测器“怎样返回”比“怎么挖”更有难度
2020-11-24 09:15

24日凌晨,搭载“嫦娥五号”探测器的长征五号火箭顺利发射,这一次,“嫦娥”不仅将实现“奔月”的目标,还将历史性地带着月球的“礼物”——约2千克左右的月球土壤样品返回地球。南京航空航天大学航天学院闻新教授在接受记者采访时表示,“嫦娥五号”的月球采样,将有助于科学家们更好地研究月球起源,并探索月球生命的存在,会推动我国探月计划的实施前进一大步。

图片

为什么要去月球表面“挖土”?

闻新教授介绍,为了实现在月球“挖土”的目标,我国科研工作者已经奋斗了16年。2004年,我国正式立项实施探月工程,确定了“绕、落、回”三期战略规划。“嫦娥一号”到“嫦娥四号”任务,已圆满完成前两步,“嫦娥五号”将实现探月工程第三步战略目标。这意味着,“嫦娥五号”探测器还将肩负着“返回”的重要使命,将月球表面的土壤带回地球。

在此之前,实现了在月球“挖土”目标的,只有俄罗斯和美国两个国家。二十世纪六七十年代,俄罗斯采用探测器无人采样,一共获得了300多克样品。美国通过阿波罗计划实现载人登月,12名航天员曾抵达月球,一共采集了约381.7千克月壤和月岩样品。1978年,美国曾经赠送了1克月球土壤给中国,中国科学家研究了其中0.5克,发表了14篇相关研究文章。

“嫦娥五号”带回的月壤样本,将分别来自月表和2米深度之下。“这一次‘嫦娥五号’登月采集月壤的目的,一方面是为了探寻‘月球起源’,另一方面,也可以通过采集让科学家进一步分析,月球上有没有生命或是水的存在。”闻新告诉记者,关于月球起源,科学界有过多种假说,其中“撞击说”目前较为可行。“这一假说认为,地球早期受到一个火星大小的天体撞击,撞击的碎片和灰尘飘到太空中,在万有引力的作用下,最终形成了月球。‘嫦娥五号’带回月球土壤后,科学家通过分析,可以对月球起源的多种假说进行更好的论证。”

“怎样回来”比“怎么挖”更难

“怎么挖”也是读者们重点关心的内容之一。经过十三天的飞行,嫦娥五号会在月球正面最大的月海“风暴洋”北部吕姆克山脉着陆,此后进行钻月取样本大约2公斤左右。

不少读者兴许已经开始“脑补”一只机器手从“嫦娥五号”中伸出,进行挖掘的“科幻画面”。能把“挖掘机”开到月球上去,这是多么神奇的一件事!但闻新教授告诉记者,相比“怎么挖”,怎么返回才是“嫦娥五号”要面临的最大难题。

“返回是‘嫦娥五号’要面临的最大难题,月球的重力是地球的六分之一。在月球表面,‘嫦娥五号’的起飞相对会容易一些,但一旦进入大气层,就是考验科研人员的关键期了。”不同于之前的嫦娥一至四号的“单程票”,“嫦娥五号”此次的探月之旅,科研人员们预备的是一套往返双程的旅行“套餐”。因此,它的“行李”也更多一些。闻新教授介绍,“嫦娥五号”由轨道器、着陆器、上升器、返回器组成,会在月球轨道、月球表面、地球上空进行多次分离和对接。

“嫦娥五号”返回时,在太空中是以第二宇宙速度来飞行的,这是航天器脱离地球所需的最小速度。要是来不及“刹车”,返回时会有撞毁的可能。科研人员为此设计了一种“打水漂”式的返回方案。“嫦娥五号”返回时先进入大气层,依靠大气层的升力再跳出去,然后再次进入,一进一出,便实现了减速。

未来会不会送宇航员上月球?那是一定的

“嫦娥五号”的采样成功,让不少读者升腾起新的念想:在未来,我们能不能把宇航员送到月球上去?闻新教授给了一个肯定的答复,“载人登月”已经是中国航天的“小目标”之一。“这一次我们发射的是‘嫦娥五号’,在未来还会有‘嫦娥六号’‘嫦娥七号’,目前至少已经规划到了‘嫦娥八号’。”

此次“嫦娥五号”在月球着陆的地点并不是月球的南极,根据中国国家航天局公布的计划,对月球南极的探索将由嫦娥六号和七号来完成。而嫦娥八号则将进行一些关键技术的月面试验,为建设月球科研基地做一些前期探索。

据媒体报道,2019年,中国探月工程总设计师、中国工程院院士吴伟仁曾透露,未来10年中国将在月球南极建立国际月球科研站,在那之前,会在2022年或2023年做些实验。至于万众瞩目的载人登月,吴伟仁表示,也将在未来10年左右实现。

链接:探测器的发射为啥选在清晨?

闻新教授告诉记者,航天器的发射时间相当有讲究。地球的昼夜交替是源于地球自转与太阳直射,“黑夜”对于人类意味着伸手不见五指,但在清晨时,在地平线之外的太空里,其实依然明亮。航天器在黑夜跟随着火箭升空,一离开地球后,它就能呈现出“光环效果”,太阳直射的亮光反射到航天器上,科研工作者的光学望远镜就能够迅速检测到航天器的动态,“捕捉”航天器的踪迹会更加方便。

扬子晚报/紫牛新闻记者 杨甜子

| 微矩阵

地址:南京市建邺区江东中路369号新华报业传媒广场 邮编:210092 联系我们:025-96096(24小时)

 

互联网新闻信息服务许可证32120170004 视听节目许可证1008318号 广播电视节目制作经营许可证苏字第394号

版权所有 江苏扬子晚报有限公司

 苏ICP备13020714号 | 电信增值业务经营许可证 苏B2-20140001