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为何嫦娥五号返回时会燃烧,嫦娥5号

来源:整理 时间:2022-04-05 15:55:39 编辑:华为40 手机版

嫦娥5号登月是我国航天工程历史性的突破,而目前嫦娥5号已经开始启动返程之路,其中带了两公斤月球土壤。作为深太空地区返回,嫦娥5号是第一次。嫦娥5号的多项首次尝试的意义嫦娥5号要做4个首次尝试,这四个尝试都有极为深远的意义。

嫦娥5号发射成功,意味着什么?

嫦娥5号发射成功意味着,中国正式进入了登月的第三步:绕,落,回的第三步。单纯的从发射成功来说,是对长征五号运载火箭“胖五”可靠性的再一次证明。长征5号火箭中国登月计划三部曲:首先我们应该提前说一点,不用过于强调美国在1970s年代的载人登月。毕竟阶段不同,中国在登月研究上面,既没有浪费金钱,也没有精力大的失败,是稳扎稳打的进步。

保持中国的节奏,不会落后,同时也能够有条不紊的进行。(1)绕 :2004年~2007年(一期)研制和发射我国首颗月球探测卫星,实施绕月探测。(2)落:2013年前后(二期)进行首次月球软着陆和自动巡视勘测。(3)回:2020年前(三期)进行首次月球样品自动取样返回探测。嫦娥5号构成这三部都稳妥的进行着,按照这种节奏,中国可以在嫦娥系列载人登月飞船,会在未来10年实现。

嫦娥5号的多项首次尝试的意义嫦娥5号要做4个首次尝试,这四个尝试都有极为深远的意义。(1)首次在月面自动采样;中国唯一一次获得月球岩石样本是美国送的1克的岩石样本。即便是这样,也对我们岩石月球起到了不少的作用。这次嫦娥5号,将在美国,苏联等航天器没有登录过的吕姆克山进行软着陆,然后钻地2米取的2kg的月球岩石样本带回地球,针对月球的分析月壤的结构、物理特性、物质组成,深化月球成因和演化历史的研究。

钻地取岩石(2)首次从月面起飞;在嫦娥三号,嫦娥四号,最后都是在月球表面实现软着陆后,最终留在了月球。嫦娥5号,是为了以后载人登月计划,返回地球,进行技术验证。做的一个实践。因此首次在无人的状态下实现月面起飞。(3)首次在38万千米外的月球轨道上进行无人交会对接;月球轨道的无人交汇对接,38万千米之外,即使是光速也需要1.3s的延时,这对于验证无人交汇对接技术很关键。

嫦娥5号的各个阶段(4)首次带着月壤以接近第二宇宙速度返回地球。作为深太空地区返回,嫦娥5号是第一次。我们之前经历的空间站反馈,都属于是近太空。在深度太空反馈的航天器,速度会非常大。嫦娥5号的返回器,进入大气层的速度要达到第二宇宙速度。根据专家介绍,降低返回器速度的办法:“”我们采取了一个办法,当返回舱下降到大气层弹道一半的时候,就不能再下降了,让它跳出大气层,再下降。

就像小孩儿在水面上用石头打一个水漂,把石头砸进去,再冒出来,再落下去,如此返回舱的速度就慢了。这样的话,我们就可以利用降落伞让它降落下来,就比较安全了。”这一系列的尝试,都是在为后续嫦娥系列载人登月做准备。在科学的角度上面,完全的准备,比临时抱佛脚好好的太多。多次尝试要比一次灵光乍现来的靠谱。所以对于载人登月来说,前面实验在多次,都是非常必要的。

长征5号——胖五的性能再次得到了验证实话实说,在大推力火箭领域,中国目前一枝独秀的产品就是“胖五”,起飞重量达到870吨,起飞推力达到1000吨。近地轨道运载能力可达25吨级,地球同步转移轨道运载能力可达14吨级。这个性能在全球算不上顶尖,但是排进第一梯队中还是有机会的。胖五中国为什么一定要去月球探索?征服星辰大海,确实是需要花费大量的钱。

但是在基础科学领域,认识和探索自然界的渠道方式非常多。月球就是人类探索宇宙的第一站。(1)月球上之所以富含氦—3,是由于氦—3大量存在于太阳风中,月球没有磁场和大气,太阳风粒子能直达月面。经过亿万年流星和微流星的撞击,整个月球表面都不同程度地“吸附”上太阳风的粒子。氦-3被认为是最清洁的核燃料,适合未来星际旅行。

在地球上氦-3的总含量大约仅有几百公斤,在月球上风化土中可能有数百万吨;(2)月球上的矿产资源极为丰富(有月海玄武岩中的钛铁矿和克里普岩中的稀土元素、钾、磷和铀、钍等)钛铁矿不仅是生产金属铁、钛的原料,还是生产水和火箭燃料——液氧的主要原料(Welham 2001);月球地理名称命名即使退一万步说,不考虑资源的价值。

嫦娥5号理论落点是哪?与实际落点相差多少

嫦娥5号理论落点是哪?与实际落点相差多少?嫦娥五号的返回舱带着从吕姆克火山麓取回的2千克月壤,经过高难度的水漂半弹道重返大气层,已经在内蒙古四子王旗顺利着陆!据央视直播的消息,今天凌晨1:59,嫦娥5号安全着陆,2:21空中搜索队发现目标,2:34红外探图像显示嫦娥五号返回舱,2:45三支搜索车队到达!尽管这个速度在专业人士看来已经非常神速,但很多朋友眼中,似乎还有些落差,这返回舱肯定装了定位系统,直升机找个返回舱还得二十多分钟,怎么会那么慢?不是应该立刻找到的吗?嫦娥五号返回,落点到底算不算准确?上文中央视直播的已经给出了相关信息,飞机搜索22分钟发现目标,红外凝视成像35分钟给出图像,车队大约46分钟到达,我们可以根据这个信息大概评估下落点准确度问题。

参与搜索的是大腹便便的直-8直升机,直-8最大速度273公里/小时,巡航速度大约232公里/小时,一般在20分钟内最大速度可以飞行90千米,巡航可以65千米!据此计算,嫦娥五号落点距离直升机起飞位置超过65千米?搜索直升机降落场很显然这个距离和后面的车队大约45分钟到达明显不相符,因为直升机保障搜索是从四子王旗搜索机场出发的,因此这个距离无法作为参考,唯一可以被参考的是车队行进时间,大约45分钟!我们现在要确定的是车队大约是什么时候出发,到底是直升机搜索到目标后出发还是着陆后立即出发,据种花家的分析应该是着陆后就出发!为什么如此判断?因为直升机获取的信息和车队所得到的信息应该是一致的!车队那么久才到达是因为草原地区高高低低,并且还有积雪,车队行进并不能以高速公路计算,一般的夜间行进,草原地区最高也就20-25千米/小时,那么45分钟行进的距离大约是15-20千米左右,如果计算歪歪扭扭行进的距离,那么大约在12-15千米!假如考虑车队不在预定落点范围外等待,必须要考虑一个安全区域,这个区域到底有多大没人知道,但估计绝对不会小于10千米,简单的说必须留出一个10千米的安全范围,车队只能在外面等!那么准确的落点误差大约只有2-5千米,对于一个水漂弹道返回,并且携带降落伞,还有强烈侧风的寒冬季节降落,这个精度和命中靶心没啥区别!为什么命中靶心了,还要车队搜索?相信嫦娥五号返回控制的团队会被你问的一脸懵逼,就像考了满分100,却还被质疑为什么不做得更快一点,确实飞船返回地球有一个无法避免的问题,那就是精度太差,即使满分,它的落点也有很大随机分布的缺点!为什么飞船落点如此不准?炮弹打得准还是导弹打得准?很明显是导弹,因为无制导炮弹的所有参数在飞出炮膛的瞬间就决定了,这个初始参数包括炮管的角度、大气温度和密度、炮弹射程中不同风速、纬度(科里奥利力)等,这些参数将决定炮弹最后的落点在哪里,因为中途无法修正,所以初始精度误差将会让射程几十千米的炮弹落点差距几百米甚至更高。

所以一般情况下,大炮射击时都是群射,而且数量以基数计算,而导弹则可以不断修正,直至命中目标!一般一个目标很少会超过2枚导弹,所以有制导的导弹或者炸弹会更准!飞船没有制导吗?飞船其实有制导,比如进入返回走廊前会建立姿态,嫦娥五号返回舱的姿态则是要让它在大气层中飞行一段时间(黑障)再弹出大气层,然后再抛物线返回大气层,再次进入黑障!在黑障状态下,返回舱无法和地面通信,地面也无法将指令发送进飞船!因此在黑障状态下,有没有制导没啥区别,关键是出黑障后,此时将会有飞船和航天飞机的差别,一种是阿波罗计划中的锥形大底飞船,猎户座也是这种风格,另一种是联盟号和中国神舟系列,还有SPACEX的龙飞船也类似,都是钟型风格!这种飞船类在低速下几乎就没啥升阻比可言,跟铁块差不多!还有就是航天飞机,这是带翅膀的飞机,尽管升阻比差一点,但好歹也能在大气层中做个滑翔,因此航天飞机可以准确定位落点在跑道,比如美国航天飞机的御用降落机场是佛罗里达州东海岸的梅里特岛的肯尼迪航天中心,大部分任务都是在这里降落的!所以出了黑障后,飞船像秤砣一样往下掉,掉到哪里只能听天由命了,当然这还不算,如果不开降落伞的话应该会更准一些,但一开降落伞,从10千米高度下落,风都能吹离很远!执行STS-127任务的奋进号航天飞机安全降落美国宇航局肯尼迪航天中心而航天飞机在出了黑障后刚好可以调整轨道,看看是不是下降通道内,如果不是那么可以稍微调整下,对准几十千米外的机场,一路滑翔而来!可惜航天飞机成本实在是太高了,没人用得起,所以还是用低成本的飞船吧,等未来空天飞机造出来,也就圆满了!。

嫦娥5号飞抵月球轨道为什么需要112小时呢?

地月距离平均38万公里,如果要冲出地球引力的束缚,得达到第二宇宙速度11.2千米/秒,以这个速度飞行的话 38万/11.2=9.42小时,接近10个小时也就到达月球了,为什么嫦娥5号飞抵月球轨道需要112小时呢。这里面有两个问题大家要明白,首先嫦娥五号不是走直线飞往月球,如上图,它是走了一大段弧线,说是弧线,其实是一个大椭圆轨道的一部分,在宇宙中我们从地球上向外发射的探测器材,得受地球的引力束缚,同时还要受月球、太阳等其它天体对它的引力,综合起来这个轨道就是一个椭圆了,并不是直线。

我们发射的嫦娥五号位于地球和月球之间,主要受这两个天体引力束缚,在飞行过程中,地球、月球对它的引力在不断变化,它的轨道也随之变化,通俗地说,就像我们开车,没用方向盘,只知道往前走,有时候前行的方向不是我们需要的,要发生偏离,为此只能进行人工干预,进行轨道修正。上图,嫦娥五号中途飞行过程中,预计准备三次修正,经过一次修正,二次修正后,轨道没有偏离,就取消的第三次修正,嫦娥在太空中怎么控制它呢,只能通过点火方式向某个方向喷出气体,就像我们给气球放气一样,气球向后喷气获得前行的动力。

地月转移这条弧线轨道可就不只是38万公里了,可能要1.5倍于月地直线距离。其次,嫦娥飞行速度不会总是11.2千米/秒,这个速度只是冲出地球引力的束缚,进入环月轨道时的速度,也是最高速度。其它轨道段的速度并不是很高,这就像垂直向空中抛出石块一样,越往高空,受地球引力影响,它的速度会越来越低,这是因为地球引力在持续影响。

嫦娥五号8吨多重,长征五号火箭输送给动力只持续了2220秒(37分钟),之后星箭分离,嫦娥五号就展开太阳翼,进入预定轨道朝着月亮方向前进。这是一加速段,速度达到最大值,之后地球引力越来越小,月球引力会越来越大,此消彼长,但由于地、月引力大小相差很悬殊,嫦娥五号因为失去火箭推力,速度还是受地球引力影响降了下来,但还是保持向前飞行。

上图中第一次轨道修正前,已在轨道上飞行了约17个小时,距离地球约16万公里。第二次轨道修正,嫦娥五号探测器已在轨飞行约41小时,距离地球约27万公里。当进入月球轨道时,速度降到了3千米/秒,开始第一次近月制动,把速度降低到月球逃逸速度2.4千米/秒以下,被月球引力所捕获,防止与月球“擦肩而过”,之后又进行第二次制动,速度降低到1.7千米/秒以下,进行环月轨道,地月转移轨道完成就此结束,等待与着陆器分离。

总计飞行了112小时。由此看出,由于月球引力大,对探测器来说不好控制,不可能直落月球表面,只能绕环月轨道运行,调整好了以后,才开始进行着陆,在此过程中,通过反向喷气尽可能抵消引力的作用,方便对探测的控制,降低下落速度。飞抵月球轨道是一条弯曲的线路,之间的速度也在变化,同时为了调整好轨道,要进行变轨,这都要走很多“弯路”,所以远不是大家想象那样走直线用的时间,路上经过一系列神操作,得要经过112小时才能到过环月轨道。

嫦娥5号什么时候回地球?这期间主要任务是什么?

应"首页"邀答!天宫五号什么时候回地球?我没有看到天宫五号的报道,天宫号是太空站,为什么要回地球?目前人们企盼的是嫦娥五号回地球才是对的。嫦娥五号于2020年11月24日4时30分在海南文昌由长征胖五发射。着月后完成了铲土移送给上升器包装好,由上升器点火升空与月轨上的返回舱,轨道器对接再向返回舱移交月土后,上升器就完成了使命,再次分离。

地球土那么多,为何嫦娥5号要千里迢迢从月球带回土壤?

嫦娥5号登月是我国航天工程历史性的突破,而目前嫦娥5号已经开始启动返程之路,其中还带了两公斤月球土壤。对于嫦娥5号带回两公斤月球土壤,很多网友都表示不理解,地球上的土壤那么多,为什么要把月球上的土壤带回来呢?实际上我国之所以要把月球上的土壤带回来,最主要的目的就是用于科研,这次嫦娥5号带回来的2公斤月球土壤是在不同的地点采样获得的,其目的就是为了分析月球的土壤构成,为未来进一步登月以及其他科研用途做准备。

看到这很多人又好奇了,一个登月工程耗资是非常庞大的,为了研究月球的土壤,付出这么大的代价,值得吗?对这个问题大家不能用短期的利益去衡量,而是要从长期的价值去考虑。虽然同样是土壤,但是月球上的土壤跟地球上的土壤是截然不同的,因为月球上有一些物质是地球上没有的,或者是储量很少,这里面最典型的一个物质就是氦-3。

说到氦-3可能很多朋友都不知道这是什么物质,以及这个物质有什么功能,今天我们就先来给大家做一下科普。氦-3是一种氦气同位素气体,这种气体无色、无味、无臭。那氦-3有什么功能呢?在回答这个问题之前,我们首先来了解一下目前地球上的能源结构。能源对人类来说是非常重要,而电力是能源当中核心中的核心,目前任何一个国家都离不开电力,电力不仅是日常生活所需,也是工业所需,没有了电力,地球上绝大多数电子产品和机械都会陷入瘫痪当中。

目前地球上的电力主要表现为火电、水电、风电、天然气电、太阳能电、核电等等,但这几种电力都不是最理想的能源,因为他们不是受地理环境的影响,就是受到储量的影响,还有就是辐射的影响。而且未来随着地球资源的耗竭,类似天然气电、火电这些都会受到很大的影响,在这种背景之下,人类就急需寻找其他替代能源。而在替代能源当中,核能源是最理想的一种方案,核能源所需要的材料少,但产生的能量非常惊人。

但是目前人类真正使用的核能源,主要是核裂变,这种核裂变潜在的风险是非常大的,万一泄露了就会造成很大的核辐射污染,比如之前苏联切尔诺贝利核电站泄漏,日本福岛核电站泄漏都是很严重的事情。在这些核电站泄漏之后,方圆几公里之内基本上都是不能生存的,所以这种核裂变电站潜在的风险也是比较大的。当然在核能源当中,除了核裂变之外还有一种核聚变,目前人类已经掌握了核聚变技术,但是可控的核聚变技术暂时没有掌握,所以目前核聚变只能应用于武器上面,比如氢弹,真正用于发电并没有。

但未来随着科技的进步,我相信核聚变应用在民用领域还是有很大的可能性的,而核聚变有两种重要的原料,一种是氘,另一种是氚,在这两种原料当中,氘地球上的储量是比较丰富的,但是地球上的氚储量却非常少,自然界当中很难找到氚,所以只能人工合成,人工合成的效率并不是很高,而且成本非常高昂。所以即便未来人类真正的掌握可控核聚变了,如何保证氚的供应也是一个大难题。

那除了氚之外,有没有其他物质可用作核聚变原料呢?还真有,那就是氦-3,但是目前地球上的氦-3储量也是非常少,目前全球已经探明的氦-3储量不超过500千克,这个数量太少了。相比于地球来说,月球上的氦-3储量就非常可观,根据目前的研究,月球上氦-3储量大概在120万吨到500万吨之间。咋一看,很多人可能觉得这个储量也并不是很大嘛,几艘大型油轮基本上就可以运完了,但是氦-3不在于储量有多大,而在于它的能量有多大。

氦-3可以跟氘相结合产生聚变,其释放的能量是非常庞大的,比如对于整个中国来说,一年只需要8吨氦-3就可以满足全国所有的电量需求,100吨氦-3就可以满足全球一年的电量需求。而目前月球上的氦-3储量至少达到120万吨以上,这意味着月球上的能源至少可以保证地球供应1万年以上,这些月球上的土壤运回地球,经过加热之后就可以得到氦-3气体,这样就可以用于核聚变。

感觉嫦娥5号返回地球用了好久,是不是登月比返回更容易?

嫦娥五从24号出发,1号夜间降落月球表面,总共花了七天的时间,其中在去的路上花了112个小时,在月球轨道飞行调整用了两天的时间,登陆采样返回太空花了6天的时间,返回后在月球轨道对接以及做绕月飞行调整轨迹用了五天的时间,12日返回预计在16号到17号降落在内蒙古。探月计划最难的阶段在哪里,当然是降落采样到返回对接以及回归,但是说回来其实全程都难,并不是返回降落不难,这也是为什么目前只有三个国家有这样的能力的原因,全世界200多个国家,为什么只有三个有这样的能力,说明全程都是非常有难度的,而日本其实应该也差不多拥有这个技术。

返回为什么用了大半的时间,其实返回和过去用的时间差不多,只是很多人有一种幻觉,大家都知道等待的时间最漫长,而突破和去做的过程时间过得最快,现在我们等待的是成功,所以属于漫长的,因为每个人内心恨不得嫦娥立马回到家,这种心情是激动的。嫦娥从发射到登陆和采集完成总共用了11天的时间,而返回月球表面到回归地球大约还要10天左右的时间,基本上属于五五开的时间,大家万众瞩目的期待一次次的突破,让大家觉得时间过得特别快,任务完成了只是等待返回了,这是一种等待的情绪,等待感觉的时间就比较漫长了。

登月技术和返回技术难度相差不多,每一个步骤都是小心翼翼的,经过计算出来的,所以都是按照计划好的步骤来进行,返回其实更需要小小,因为前面的成功会给后面造成压力,这种压力是最后关头出问题,前面的努力会前功尽弃。登陆和采样再到返回对接,这是最难的一块,发射出去和返回回收,这些很多人觉得没有技术含量,这种想法就错了,特别是科学研究方面,每一步都要稳扎稳打,不能因为前面阶段的成功就把后面阶段变成得意忘形,返回是成功前最关键的阶段,也是最需要小心的阶段,九十九拜已经过去,就差最后一哆嗦,务必要稳扎稳打。

嫦娥5号只带回来1731克月球样品,那么阿波罗号怎么载人返回的?

我们的火箭?推力还是不够,对登月仓的设计只能小一些。但现在这种做法也是一种经济的做法,达到类似的效果,不要一味模仿。我们也展示了自动化,无人控制上的优先地位。这个水平比阿波罗时代高出很多。未来,我们还是要在发动机的推力上做文章,毕竟我们现在的火箭?还没有达到当年的土星五号的水平。有短板,有领先,不盲目自大,不一味看低自己。

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