发射重量870吨,为啥回来只有一个小罐罐,嫦娥五号任务有多难
这里说的小罐罐是指嫦娥五号探测器上一个小小的返回器,没找到资料说明这个返回器有多重,但我想顶多也就几百公斤吧,而且这几百公斤回到地球只是为了送回那2公斤月样。发射嫦娥五号上天的长征五号遥五火箭起飞重量为870吨,最终就是为了这2公斤。那么其余的几百上千吨重量哪里去了呢?简单回答,就是都丢了,坠毁了或烧没了。这是航空航天的一个最大特点,就是大马拉小车,小车拉小盒,最后马和车都丢弃了,就回来个小盒,无人探测叫返回器,载人飞船叫返回舱。因此,所有的发射任务,有的是有去无回,像一些无人探测器一旦发射,就有去无回了。而如果有返回任务的航天器,巨大的发射重量,回来的只有那么一丁点。我们先来看看上世纪载人登月发射与返回比。“土星五号”运载火箭。上世纪的1969年到1972年,美国NASA先后成功实现了6次载人登月任务,采用的是阿波罗飞船,每次3名宇航员,其中1位乘坐轨道舱守在月球轨道,2名宇航员乘坐登月舱登陆月球。因此迄今为止,真正在月球踏上自己脚印的人类有12位。阿波罗载人登月飞船,采用“土星5号”运载火箭发射。“土星5号”是迄今世界上使用过自重最大的运载火箭,高达110.6米,起飞重量达3038.5吨,总推力可达3408吨,月球轨道运载能力45吨,近地轨道运载能力118吨。当“土星五号”把阿波罗飞船送入地月转移轨道后,它的任务就完成了。它庞大的身躯主要由燃料和箭体组成,燃料在发射时就快速消耗,消耗完一级火箭,那一级火箭就脱落坠毁或在大气层烧毁了,当阿波罗飞船进入地月轨道时,整个“土星五号”近3000吨就完全消失了。阿波罗飞船“解体”过程。这里说的“解体”,不是任务失败的解体,而是说在任务执行过程中,飞船一步步拆解丢弃的过程。载人登月的阿波罗飞船长25米,总重为46吨,去月球时是一个整体。这个整体包括约6吨的锥形指令舱、约25吨的圆筒形服务舱,约14吨的登月舱,以及3名宇航员。到达月球环绕轨道后,14吨的登月舱就适时与飞船脱离,载着2名宇航员降落月球;另一名宇航员就留在指令舱里,与服务舱组成轨道舱,继续环绕月球运行,等候接应登陆月球的宇航员回来。登月舱分为下降段和上升段,宇航员完成任务后和取得月样一起随着上升段返回月球轨道,下降段就遗弃在月球表面。上升段重约4.7吨(其中燃料2.6吨),利用下降段为发射平台,与下降段脱钩起飞到月球环绕轨道,与等候在那里的轨道舱对接后,宇航员爬进指令舱,上升段就也丢弃了,最终会坠落在月球上。随后,服务舱和指令舱提速脱离月球轨道,进入月地转移轨道。回到地球环绕轨道后,指令舱与服务舱脱离,服务舱最终的命运是坠入大气层烧毁,而指令舱则变身返回舱载着宇航员进入大气层,最终安全溅落在海里或降落在地表。这就是阿波罗飞船的整个“解体”过程。这艘出发时起飞重量达3038.5吨的阿波罗登月任务,真正返回地面的只有3吨的返回舱,只是出发时重量的0.1%。嫦娥五号任务探月器有点像迷你型的阿波罗飞船。长征五号遥五运载火箭和嫦娥五号探测器。嫦娥五号发射采用长征五号遥五运载火箭,这是我国新一代大推力低温液体运载火箭,全长近57米,起飞重量约870吨,起飞推力超过1000吨。其近地轨道运载能力为25吨,地球同步转移轨道14吨,地月转移轨道运载能力为8吨。当长征五号遥五运载火箭把嫦娥五号探测器运送到地月转移轨道后,它的任务就完成了,也就是其重达870吨的箭体就消耗殆尽,残骸坠落进大气层烧毁了。嫦娥五号无人探测器总重量为8.2吨,由轨道器、返回器、登月器三大部分组成,其中登月器也像阿波罗任务的登月舱一样分为着陆器(下降段)和上升器两部分,轨道器有点像阿波罗任务的服务舱,返回器就像指令舱。除了没有载人,嫦娥五号的整个运作过程就是一次阿波罗登月任务的重演。嫦娥五号探测器的“解体”过程。当嫦娥五号到达月球轨道,被月球引力捕获后,就围绕着月球运行,到达一定高度并且稳定后,就会释放登月器,轨道器和返回器留在月球环绕轨道等待接应登月器的上升器。登月器登陆月球后,安装在着陆器上的取样设备,就采取钻取和表取两种方法,取得一部分月岩和一部分月壤,约两公斤。取样完成后,上升器就与着陆器脱钩,并以着陆器为发射架,点火起飞返回月球轨道,与轨道器对接。对接完成后,上升器会将带回的月样转移到返回器里,然后与轨道器脱钩,自然坠毁到月球。这样着陆器和上升器整个登月器就全都留在了月球上。随后,轨道器启动加速,进入月地转移轨道,返回到地球环绕轨道,然后释放返回器。轨道器最终自己坠毁在大气层烧毁,返回器进入大气层,最终降落在地表,如果这个小罐罐罐体没有在大气层烧坏,月样保存完好,任务就圆满完成。因此整个嫦娥五号任务起飞重量八九百吨,其余的都烧掉了坠毁了,返回的也就几百公斤,或许还不到起飞重量的0.1%。从上述飞天任务来看,每次消耗的都是天文数字,回收的却是一点点,因此航天是一种代价高昂的活动。这才有了埃隆·马斯克创办的太空探索技术公司,致力于回收火箭的研究和开发,现在已经取得了突破和成功,我想未来采用这项技术,发射成本就会大大降低。这并非本文讨论范围,就不展开说了。嫦娥五号任务的成功,将是我国航天事业一大突破。这个突破至少并不限于以下几点:1、月球取样;2、月球上升器起飞返回月球环绕轨道对接;3、月样转移;4、月地转移;5、样品安全降落。这几项活动都是中国航天的首次,只有一个环节出现失误,整个任务就无法圆满成功,因此这也是对中国航天的一大检验。实际上,这也是一次载人登月的预演,虽然载人登月比这种无人探测还要复杂很多,但如果这次任务能够圆满成功,就为我国未来载人登月取得重要经验,我国的载人登月任务将会较快的推上日程。现在虽然嫦娥五号的发射是成功了,但并不代表嫦娥五号任务就圆满成功了,甚至连一半成功也算不上。在未来的一些日子,嫦娥五号任务将进入最关键和最难的时候,中国的航天人还一刻也不能松懈,他们必须更加精心的注视和操控着每一个步骤。让我们为他们加油,我们期待着返回舱安全的将月样带回。就是这样,欢迎讨论,感谢阅读。时空通讯原创版权,侵权抄袭是不道德的行为,敬请理解合作。
版权声明:本文源自 网络, 于,由 楠木轩 整理发布,共 2545 字。