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成功抵達月球!為啥嫦娥六號登月要53天,美國阿波羅飛船僅需8天

2024-05-10科技

為什麽嫦娥六號登月來回要53天,而美國阿波羅載人登月來回只花了8天?

5月8日上午10點12分,嫦娥六號在經過一周的高速飛行、承受了太陽耀斑的放射線之後,終於飛到了月球,並且踩了第一腳剎車。

(成功變軌)

嫦娥六號主發動機點火,產生3千牛的推力,單次點火持續了895秒,相對月球減少了340公尺每秒的速度,然後成功被月球重力捕獲,進入了12小時環繞月球一圈的大橢圓軌域,預計在這個軌域飛兩圈。

5月8日下午,嫦娥六號已經成功釋放巴基史坦立方衛星ICUBE-Q,巴方媒體熱烈歡呼。

(成功釋放巴基史坦立方星)

然後嫦娥六號要再踩兩次剎車,在5月10日進入200公裏高的圓形軌域。這個環月圓形軌域,就是嫦娥六號的工作軌域了。

就像是你從家裏出發去單位上班,環月軌域就是你的工位。嫦娥六號從家裏出發到月球上的工位,其實路上只花了10天。

但是嫦娥六號要等到6月2日才登陸月球,6月6日完成采集樣本。 那麽從5月10日到6月2日,這二十多天嫦娥六號在幹嘛呢? 我9點到公司上班,一直摸魚到11點半才工作,難不成咱這嫦娥六號到了月球,也是摸魚的嘛?

(近月制軔只有一次機會,錯過就不可能登月,所以非常關鍵)

當然不是了, 嫦娥六號的行程可是安排得非常滿,到了月球要幹三件事:

一、測試通訊。

因為這次要在月球背面挖土,完全依靠鵲橋二號衛星中轉訊號,而且這是鵲橋二號中繼衛星進行的第一次探月任務,跟嫦娥六號需要磨合一下,就像你家裝好了寬頻,不得先拿手機和電腦試一下網速,打遊戲卡不卡,看電視快不快,一個道理。

(通訊測試)

鵲橋二號的天線直徑達到了4.2公尺,在月球背面的網速可以超過每秒1個G,但是也有個缺點,就是鵲橋二號不在拉格朗日L2點上,而是在一條「準直線暈軌域」上,24小時環繞月球一圈, 其中20個小時能保證地球和嫦娥六號的通訊,還有4個小時的盲區。

鵲橋一號在拉格朗日點就可以24小時通訊,沒有盲區,但是那裏太遠了,離月球表面8萬公裏,網速就比較慢,你離得越遠WiFi訊號就越弱嘛。

而嫦娥六號任務是要采集樣品,過程比較復雜,對網速要求比較高,所以鵲橋二號就換成了更近的軌域,高度只有一萬多公裏,訊號強得多,代價就是有4小時通訊盲區。

(鵲橋一號和二號軌域位置示意圖)

總結一下就是, 鵲橋一號能保證你家寬頻24小時都有網,但是網速比較慢;鵲橋二號就是你家半夜有4個小時斷網,但剩下20個小時都網速飛快。 那反正你半夜也要睡覺,斷網幾個小時問題不大。

二、月表觀測

嫦娥六號到月球之後第二件事,就是仔細觀察。

咱好不容易去一趟只能挖2公斤的土特產,在哪兒挖就很重要了,要挑一個價值最高的地方,同時地形還不能太復雜,不然影響降落安全。

其實咱們中國已經向全世界釋出了一張非常詳細的月球地圖,哪裏有山有峽谷,都標註得很清楚,這些數據都是之前的嫦娥探測器測量出來的。

(嫦娥六號與四號的位置)

嫦娥六號的著陸區早就定好了,在月球背面南極附近的阿波羅盆地南部,咱們已經精挑細選了十多個候選著陸點;但是最後登月之前,還是得再仔細觀察一遍,最後確定其中一個,這也得花一點點時間。

三、科研任務

第三件事,其實也是最關鍵的事情,那就是嫦娥六號還要進行很多別的科考計畫,挖土只是其中的主線任務而已。

附加任務包括但不限於:月背地形高精度勘測、月球礦物與化學構成、月巖微量元素和同位素分析、太陽風離子和宇宙射線對月球的影響……總共有幾十個。

(背後只是登月器,嫦娥六號比這大得多,任務很多)

別忘了之前咱們還發射了天都一號、二號月球衛星,組成了月球導航星座技術試驗,嫦娥六號軌域器也會進行相關的導航、月球臨時變軌方案、交會對接等等測試。

目前來看,嫦娥六號的燃料非常充足,等挖完土之後,還很可能進行為期數年的附加任務。

這裏說一個冷知識:嫦娥三號十年了,現在還在正常工作,每個月都正常喚醒,跟科學家們打招呼發訊息。

(嫦娥三號是2013年底發射的,至今一切正常)

嫦娥五號也一樣身兼多職,剛剛打完新的副本,完成了遠距逆行軌域的測試,估計燃料已經所剩無幾了,但也一切正常。

正是因為每一顆「嫦娥」的任務都很多,所以6月6日挖完土之後,嫦娥六號也不是立刻回地球,而是又要在環月圓形軌域上繼續工作半個月,直到6月20日再開始返回地球,預計6月25日著陸。

(登月挖土僅是任務的一部份)

所以回到開頭那個問題, 為什麽嫦娥六號去月球拿個土特產要花53天,這53天裏面只有10天在趕路,剩下的四十多天還要幹很多別的事情。如果只是為了拿個土特產,其實十多天就夠了。

當年美國阿波羅載人登月來回一趟為啥只要8天,原因也很簡單了。先不談造假,就是因為他們只是為了上去插了個旗子,只在月球表面待了幾個小時就返航,中途也沒有其他任務,追求「快去快回」,所以不用很花時間。至於是不是造假,那就另當別論了。

對比之下,嫦娥五號在月球正面登陸采樣,來回只花了23天,一是不涉及中繼通訊測試,二是月球正面著陸區觀測難度比背面低,三是不涉及月球導航星座和國際載荷登科研任務,所以時間短。

2030年中國首次載人登月任務,因為首次任務肯定是以安全登月為第一,科研計畫數量可能不會安排很多,所以也用不著花53天,估計半個多月就夠了。