嫦娥五號還在等什麼？為什麼不直接返回地球？

2020年11月24日4點30分，我國的嫦娥五號從文昌航天發射場發射升空，從此成為萬眾矚目的焦點，在接下來的時間裏，嫦娥五號順利地完成了“近月制動”、“組合分離”等一系列關鍵步驟，並於12月1日23時11分在月球表面的“呂姆克山脈”附近成功着陸。

（圖片來自CNSA）

在完成了月球樣本的自動採樣和封裝工作之後，嫦娥五號的“上升器”於12月3日23點10分從月球表面起飛，然後在2020年12月6日5點42分成功地完成了與“環繞器”的交會對接，並於當日6點12分和12時35分，成功地完成了“樣本轉移”以及“對接組合體分離”。

我們都知道，接下來嫦娥五號將會返回地球，開啓“回家之旅”，然而在接下來幾天裏，嫦娥五號卻一直在圍繞着月球運行，直到今天（2020年12月12日）9時54分，嫦娥五號才第一次實施了月地轉移入射，其運行軌道改變為近月點高度約200公里的橢圓形軌道，然後繼續在這個軌道上等待。

（圖片來自CNSA）

總而言之，翹首等待的我們遲遲沒有看到“嫦娥五號已經啓程”的消息，這不禁有點讓人疑惑，嫦娥五號還在等什麼？為什麼遲遲沒有開啓“回家之旅”呢？下面我們就來一起了解一下。

嫦娥五號為什麼不直接返回地球？

有人曾經戲稱，我們人類的航天水平目前只是處於“石器時代”，這話指的就是，我們人類目前使用的化石燃料相對比較“原始”，通常來講，我們要將地面上的一個具有一定質量的物體送入太空，往往需要消耗數十倍於該物體質量的燃料。

（圖片來自CNSA）

燃料本身也是有質量的，這就意味着，如果航天器攜帶的燃料過多，那麼就會大大地增加發射壓力，甚至根本就無法正常升空。正因為如此，嫦娥五號所攜帶的燃料量是經過精心計算的，我們必須充分地利用宇宙中的各種外部條件，才能保證嫦娥五號順利地返回地球。

由於有利的外部條件並不是一直都存在，因此嫦娥五號就需要等待最佳時機的出現，這個時機就被稱為“月地入射窗口”。

“月地入射窗口”在什麼情況下才會出現？

首先需要考慮的是地球和月球之間的距離，在月球圍繞地球公轉的過程中，它與地球之間距離也會出現變化，最近的時候約為36.3萬公里，而最遠的時候則為40.6萬公里，顯而易見的是，嫦娥五號應該選擇在月球離地球最近的時候開啓“回家之旅”。需要注意的是，在這個基礎上，我們還需要考慮另一個因素。

（圖片來自CNSA）

上圖為我國的探月工程三期再入返回飛行試驗路線圖，在該任務中，“嫦娥五號T1試驗器”完美地完成了“從月球回家”這一目標，從而為現在的嫦娥五號提供了重要的參考數據和經驗。從中我們可以看到，“嫦娥五號T1試驗器”沿着一個極為狹長的橢圓形軌跡，精確地返回到地球表面的預定位置——內蒙古四子王旗。

如上圖所示，地球圍繞太陽公轉的軌道平面（黃道面）與月球圍繞地球公轉的軌道平面（白道面）其實是有一個夾角的，簡單來講就是，在月球圍繞地球公轉的過程中，月球有時候位於黃道面之上，有時候則位於黃道面之下。

由此可見，如果嫦娥五號想要在不需要額外燃料的情況下，精確地降落在內蒙古四子王旗，就必須要考慮月球相對於黃道面的位置。

總而言之，“月地入射窗口”的確定主要就是基於以上兩個因素的綜合考慮，因此可以説，嫦娥五號現在正在等着一個返回地球的最佳時機，而此次嫦娥五號實施的第一次“月地轉移入射”，就意味着嫦娥五號的“回家之旅”即將開啓。

值得一提的是，在前些日子裏，嫦娥五號已經順利地完成了“在月表採樣”、“從月表起飛”以及“在月球軌道上的無人交會對接”等一系列全新的高難度挑戰，而接下來的環節雖然難度也很高，但是我國其實已經有了很多成功的經驗，並不是“摸着石頭過河”，因此我們完全有理由相信，嫦娥五號探月任務一定會圓滿成功。

好了，今天我們就先講到這裏，歡迎大家關注我們，我們下次再見。

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