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技不如人?為啥美國繞月飛行1天就能着陸月球,嫦娥六号需要20天

作者:滄海閱銘
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技不如人?為啥美國繞月飛行1天就能着陸月球,嫦娥六号需要20天

前言

5月8日,發射升空約112小時30分鐘的嫦娥六号,終于在近月點開啟軌道器進行“減速刹車”,就此轉入第四個階段——環月飛行段。

嫦娥六号要進行20天繞月飛行後才能着陸月面,而美國繞月飛行1天就能着陸月球了。

為啥差距這麼大?

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嫦娥六号任務

嫦娥六号作為大陸探月工程四期的“關鍵點”,将會幫助人類首次完成登陸月球背面的采集工作。

5月3日,搭載着長征五号的運載火箭的嫦娥六号成功在發射,完成加速,進入地月轉移軌道。

之後的嫦娥六号,便以10.9公裡每秒的速度沿地月橢圓軌道滑行,并且不再需要使用任何動力提供加速,并且還要進行逐漸減速。

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在經曆了四天多的飛行之後,嫦娥六号已經抵達了月球附近,在北京航天飛行控制中心的精準控制下,成功進行了“刹車”。

踩下刹車之後,嫦娥六号速度将會将在2.38公裡每秒以下,這樣才能夠被月球的引力捕獲,如果不進行“刹車”操作,那邊月球引力無法捕獲嫦娥六号。

捕捉不了的話,嫦娥六号就會沿着“地月轉移”的橢圓軌道,再傳回地球軌道,所有說,這個“刹車”是非常關鍵。

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在完成刹車之後,嫦娥六号成功被月球引力捕獲,之後就回環月軌道,但是這次嫦娥六号和之前的嫦娥五号還有很大差別的。

嫦娥五号采用的順行軌道,而嫦娥六号采用的逆行軌道,在太陽系中所有行星都是沿着太陽的自轉方向進行“順行軌道”在運動。

而這次嫦娥六号采用的“逆行軌道”,看似“不安全”,因為别的行星和探測器都是“順”着的,嫦娥六号反其道而行之,主打的就是一個“叛逆”。

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是以說,嫦娥六号的逆行軌道,它的飛行方向和月球自轉的方向是完全相反的,而之是以采用逆行軌道的原因,竟然是“安全”。

經過專家介紹,其實嫦娥六号采用這樣的方式,是因為逆行軌道會提升探測器和月球之間的“相對速度”,這樣話嫦娥六号就可以更加穩定在月球軌道上飛行。

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嫦娥六号在完成“繞月飛行”20天,在此期間需要不斷調整環月軌道的高度和傾斜角,并且選擇合适的着陸地點。

确定着陸時候,“軌道器和傳回器組合體”就會和“上升器和着陸器組合體”進行分離操作,着陸月球之後,将會進行48小時的月球采樣工作,采集完成之後,着陸器和上升器組合體和軌道器組合體彙合。

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之後,就會把“月壤”通過傳回器,送回地球,而嫦娥六号其他部分将會繼續在月球軌道上進行工作,整個過程需要53天才能完成。

是以,我們發現一個問題,地月轉移的時間的不可避免的,月球采集和傳回月球軌道也是無法避免的時間損壞,但是整個53天的任務裡,其中嫦娥六号有20天的時間都在“繞月飛行”。

但是,為啥美國的探月采集月壤任務,1天就能着陸月面?

技不如人?為啥美國繞月飛行1天就能着陸月球,嫦娥六号需要20天
參考資料:光明網《月背智能采樣!嫦娥六号53天太空“出差”環環相扣、步步關鍵》2024.5.8
技不如人?為啥美國繞月飛行1天就能着陸月球,嫦娥六号需要20天

光明網《月背智能采樣!嫦娥六号53天太空“出差”環環相扣、步步關鍵》2024.5.8

美國探月任務

美國最經典的一次探月任務,還是在冷戰的“太空競賽”期間實作的,當時第二次世界大戰剛剛結束,美國和蘇聯這兩股世界最強大力量,形成對立。

于是美國和蘇聯,就開始著名的“太空競賽”,雙方在軍事和航天領域大施拳腳,大大加速了人類探索太空的時間。

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而其中最關鍵兩個階段就是蘇聯先比美國搞出來了“第一顆人造衛星”,是以蘇聯成為第一個将航天器送入太空國家,在國際影響巨大,俨然要成為地球的“話事人”。

美國當然也早早就開始搞衛星了,但是由于進度比蘇聯稍微慢一點,在蘇聯搞出來衛星成功發射後,美國就在1958年1月31日,整出了美國第一顆衛星“探險者一号”。

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但是,此時已經被蘇聯奪得先機,喪失了太空競賽主動權,在美國發射衛星後的三年,蘇聯就搞出了一個震驚世界的壯舉。

1961年,蘇聯将27歲的航天員“尤裡加加林”送入太空,成功在太空中待了2個小時,成功傳回地球。

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這時的蘇聯已經二度領先美國,美國已經急的不能行了,決定也搞個大的出來,那就是啟動了著名的“阿波羅計劃”。

那個世界,蘇聯的探月計劃頻頻受挫,而美國阿波羅8、9、10号均獲得了成功,并且還研發出了“土星五号”系列的運載火箭,高達3400噸的推力,可以實作美國阿波羅計劃。

于是,1969年7月16日,阿波羅11号在肯尼迪航空中心準備發射,現場集結了超過一百萬人觀看阿波羅11号發射現場。

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9時32分,土星五号火箭成功被點燃,在發射十二分鐘之後,土星五号運載火箭,就将阿波羅11号飛船送入了太空中,并且成功進入地球軌道。

之後飛船在環繞了地球一圈半之後,大概是150分鐘,飛船上的第三級火箭點火成功,将飛船加速到10.5千米每秒,開始前往月球轉移軌道。

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在阿波羅11号進入了地月轉移軌道後,指令艙就和土星五号火箭進行分離,并且和第三級火箭内登月艙進行連接配接。

開始前往遠在38萬4千公裡外的月球,經過了接近4天的飛行之後,這點和嫦娥六号差不讀都是使用4天左右時間,依靠地月引力作用前往的月球。

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阿波羅11号在7月19日經過了月球背面,并且點燃了火箭,減速至2.38公裡每秒以下,這樣阿波羅11号就成功進入了月球軌道。

之後阿波羅11号便和嫦娥六号,開始進行“繞月飛行”,不過和嫦娥六号不同的是,僅不到一天的繞月飛行中,阿波羅11号的航天員就認出了計劃中登陸的地點。

于是成功在7月20日,在月球的甯靜海南部,Sabine D環形山西南20公裡的地方,完成了着陸,這個着陸地點是由月球軌道器和遊騎兵8号,提供的資訊,相比于其他地點要十分平坦的多。

是以阿波羅11号成功着陸,其中指令長阿姆斯特丹成功在月球着陸,并且出了那句經典的名言:“這是我的個人的一小步,卻是人類的一大步”。

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人類,首次在地球以外星球踏足,對人類文明來說,這是具有重大意義的,也正式因為阿波羅11号的登月成功,讓美國在太空競賽中獲得了領先,并且赢了“太空競賽”。

不僅如此,這次登月任務還進行了“全球直播”,全球有超過6億人,在電視機面前,觀看了阿波羅11号登月的過程,創下曆史記錄。

在實作完月球登陸之後,三位航天員還挖了21.55千克的月球土壤,并且成功傳回地球,全程耗費僅8天。

實在是無法想象,55年前美國的首次登月,就可以在繞月飛行一天内着陸,并且還成功進行了月球漫步,帶回月壤。

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為啥中美的探月任務差距這麼大?

參考資料:抖音百科 《阿波羅11号(人類第一次登月任務)》
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抖音百科 《阿波羅11号(人類第一次登月任務)》

為何差距那麼大?

這确實讓人難以了解,因為我們都知道,航天技術的一個門多領域的學科,涵蓋了動力學、熱實體學、推進原理、燃燒學、應用材料、制造技術、飛行控制、醫學、電子學、數學等多個學科。

是以,航天技術給人一種“複雜而嚴謹”的過程,而阿波羅11号的任務,看起來一切都是那麼“簡單”,登月似乎也不太難。

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而嫦娥六号在“繞月飛行”調整姿态和着陸地點上,就需要進行20天左右的繞月飛行,是以讓人感覺差距很大。

但是其實,這兩次任務并不能夠相提并論,因為嫦娥六号是無人探月,同時這也是人類目前最複雜最終的探測器,重量達到了8.2噸。

并且嫦娥六号的任務不是隻有“采集月壤”,這次還攜帶了多個國際的科學載荷前往的月球,是以副線任務也很多。

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而且和阿波羅11号不同的是,阿波羅11号上是有三名宇航員,是以阿波羅11号被宇航員進行操作的,是以任務的容錯率相比于嫦娥六号要高很多。

嫦娥六号的控制中心在38萬公裡外的地球,也需要考慮信号傳輸的問題,是以很多操作的上都會變得更加嚴謹。

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而且嫦娥六号登月的地點環境十分惡劣,是存在着大量暗色區域的“月海”,到處都是來自月球之外的隕石撞擊坑和宇宙輻射和塵埃,是以任務難度也會更難一些。

着陸地點還“月海”中最嚴峻的區域,月球南極——艾特肯盆地,這是目前太陽系第二大的隕石坑,直徑為2500公裡,深度達到13公裡,落差也有16公裡。

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并且月球背面環形山和撞擊坑的比例,達到了百分之97.5%,遠高于正面的百分之69%,是以環境複雜程度要高得多。

而且在繞月飛行期間,還要完成其他國際群組織的科學載荷任務,例如法國氡氣探測儀、歐空局月表負離子分析儀、意大利雷射角反射器,所有整體時間都被拉長。

技不如人?為啥美國繞月飛行1天就能着陸月球,嫦娥六号需要20天

參考資料:

新京報 《全球首次月背采樣任務,嫦娥六号或為地球生命起源找到線索》2024.5.3

技不如人?為啥美國繞月飛行1天就能着陸月球,嫦娥六号需要20天

新京報 《全球首次月背采樣任務,嫦娥六号或為地球生命起源找到線索》2024.5.3

結語

是以,中國繞月飛行20天才能着陸原因,是因為嫦娥六号這次任務難度的确很高,着陸環境複雜,還攜帶了國際多個組織的科學載荷也需要配置設定任務時間。

是以,在整個環月到落月過程之中,嫦娥六号繞月飛行的時間才會大大拉長,這也更進一步說明任務的重要性和難度之高。

技不如人?為啥美國繞月飛行1天就能着陸月球,嫦娥六号需要20天

參考資料:

《全球首次月背采樣任務,嫦娥六号或為地球生命起源找到線索》2024.5.3

光明網《月背智能采樣!嫦娥六号53天太空“出差”環環相扣、步步關鍵》2024.5.8

抖音百科 《阿波羅11号(人類第一次登月任務)》

技不如人?為啥美國繞月飛行1天就能着陸月球,嫦娥六号需要20天
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