北京时间12月1日23时,我国嫦娥5号“着上组合体”成功着陆月球正面西北部的吕姆克山脉,吕姆克山脉位于风暴洋北部,嫦娥3号落月点虹湾西部,是一座孤立的火山,位置在月面纬度坐标40.8°N,月面经度坐标58.1°W,距离嫦娥3号距离约1000公里。
跟之前的嫦娥3号和嫦娥4号着陆情况不同,嫦娥5号要求在48小时内完成表取和钻取两种方式的取样,然后将2千克月球样品倒进一个特殊贮存罐中,特殊贮存罐位于上升器顶部,采样完成后进行密封,做好返回近月轨道的准备。
按要求,12月3日晚23时左右,嫦娥5号上升器带着月球样品择机点火起飞,寻找等待在200公里高近月轨道上的轨道器。问题来了,为何嫦娥5号选择在这一天着陆月面?取样还要求48小时完成,为什么?是因为我国科学家等不及了吗?事实不是这样,原因在这里。
我们知道月球表面即是一个“火炉”,也是一个“冰炉”,月昼期间,太阳直射点温度可高达127摄氏度,一种可以煮熟食物的温度,月夜期间,由于高真空环境无法保留温度,月面冷得很快,温度可低至零下180摄氏度,比地球的高极还要冷得多。
我国的嫦娥3号和嫦娥4号为了能经受住月面极端低温的考验,部署了一块核电池,准确来说核电池是一种放射性同位素发电机,跟美国旅行者1号上同位素发电机原理一样,通过放射性物质来得到温度,保证着陆器上的重要仪器和部件在月夜期间不被冻坏。
跟以往的嫦娥3号和嫦娥4号有所不同,嫦娥5号着陆器和上升器并没有部署核电池,无法自动保温,为了在一个温度适宜的时间段内着陆月面吕姆克山脉,嫦娥5号的发射和着陆月面可以说是卡准了时间点,保证“着上组合体”机械臂在取样过程中不热也不冷。
嫦娥5号11月24日发射,12月1日着陆月面,11月24日是阴历十月初十,而12月1日是十月十七。我们知道十月十五是月圆之夜,月球全部正面被阳光所照亮,但对于位于月球正面西北方的吕姆克山脉而言,十月十七至十月十九刚好是月表温度最适宜的一段时间。
嫦娥5号选择12月1日着陆月面,12月3日离开月面,还有另外一个原因,那就是这段时间吕姆克山脉上的阳光最为强烈,能看得更清楚,能让着陆器和上升器上的太阳能电池版制造出更多电量,为机械臂在月面上多次表取和钻取提供充足电力,要知道取样过程要持续数小时。
如果嫦娥5号错过这段时间着陆月面,光照就没有那么强烈了,不仅光线很暗,并且月面温度也很低,搞不好还没有取到月球样品,很多精密的科学仪器和和元器件就已经被冻坏了。
嫦娥5号顺利采样,但接下来还会经历三次全新的考验,在嫦娥5号在取样和封装结束后,该到上升器点火返回200公里高近月轨道的时候了,从月面发射,进入近月轨道,需要将速度加速到1.8公里每秒,这对于上升器而言是一次全新的考验,因为我国之前从未发射过,没有任何借鉴经验。
另一次全新的考验是在,上升器与轨返组合体在200公里高近月轨道上对接,为了精准地对接,轨返组合体会放出4个爪子,牢牢地抓住上升器,直到上升器成功将贮存罐传给返回器,到了这一步,上升器的使命完成了,它将带着光荣与轨道器分离,最后消失在我们的视线里。
为了返回地球,轨返组合体又要再次点火喷发,把当前每秒1.8公里速度加速到每秒2.4公里,逃脱月球引力。最一次考验是将返回器射向地球大气层,根据我国科学家的说法,由于从月球飞回的返回器速度非常快,为了降低速度,返回器重回大气层时,就像石头在水面上打水漂一样,要在大气层跳跃好几次,然后慢慢落下。有趣的科学探索内容请关注唯一*有趣探索
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