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  • 1 # 聊點事

    11月24日由運載火箭長征5號託舉的嫦娥5號發射成功。經歷了兩次軌道修正、環月軌道飛行、月面軟著陸、月球鑽取取樣及封裝、返回等預定程式後,於12月17日凌晨在內蒙古四子王旗預定區域安全著陸,這標誌著探月工程嫦娥五號任務取得圓滿成功。歷經24天的太空工作,嫦娥五號攜帶來自風暴洋呂姆克山的大約2千克月球土壤返回地面。

    於是就有許多人有疑問,為何只攜帶大約2千克的月球土壤回來,而不是帶的更多?老馬談談自己的看法。

    一、為何要研究月球土壤結構

    (一)為認識月球

    20世紀以來,關於月球的起源科學界有4種假說,一是“雙星吸積說”,即月球和地球在同一個系統裡吸積氣體和塵埃而成。二是“分裂說”,即地球早期自轉過快而甩出去成為單獨的個體。三是“捕獲說”,即月球是地球引力捕獲的衛星。四是“大撞擊說”,即月球是由其他行星撞擊地球而形成。其中,“大撞擊說”得到大多數科學家的認可。

    於是,為了證明“大撞擊說”,各國科學家採用了許多辦法。比如,上世紀六、七十年代,美國阿波羅登月計劃陸續從月球帶回了382千克的岩石,為人類瞭解分析月球提供了的樣本。

    各國科學家從美國帶回來的樣品分析資料顯示,月球土壤組成的成分與地球具有一定的相似性,這成為支援“大撞擊說”這一假說的證據。

    不過,畢竟美國阿波羅計劃在月球取樣範圍有限,有一定的不確定性。科學家就希望在更多的月球範圍內採集更多的樣品來證明“大撞擊說”。嫦娥5號就是擔負這樣一個使命,在12月1日夜間降落在月球正面風暴洋北部呂姆克山、夏普月溪附近。這是人類探測器首次踏足月球上的這一區域。

    (二)為探測火星、土星等行星奠定基礎

    在人類還沒有完全對月球的認識後,就已經開展了火星、土星等行星的研究。雖然美國發射了“火星探路者號”、“機遇號”等火星探測器,但由於技術、距離等原因未能將火星土壤帶回地球。因此,人類進行探月工程,研究認識月球也是在為進一步探測火星、土星等行星積累寶貴經驗。

    二、其他國家採集到的月球土壤樣本

    (一)美國

    美國在1969年到1972年四年的時間裡,分6次帶回共382千克的土壤。並贈送了1克土壤給中國。其中阿波羅17號是一次性帶回月球土壤樣本重達110公斤。

    (二)蘇聯

    蘇聯在1959年到1976年間,共發射了24個月球探測器,其中月球16號、月球20號、月球24號分別從月球帶回110克、55克、170克的岩石樣本。

    三、中國為何只攜帶大約2千克的月球土壤返回

    中國是繼前蘇聯和美國後第三個有能力採取月球土壤樣本的國家。按照嫦娥五號的運載真實能力計算,其實可以攜帶更多的樣品返回。

    但為何只帶了大約2千克,我認為有以下原因:

    (一)此次發射的嫦娥5號是無人探測器,要考慮到無人操作的難度和燃料成本,採集土壤樣本的重量要小於理論上可載土壤的重量才比較穩妥。

    (二)美國之所以能一次性帶回那麼多重量的樣本,完全因為其運載火箭強大的動力。長征五號起飛重量860噸,美國土星5號起飛起飛重量3038噸,因此我們搭載的嫦娥5號重量就非常小,而美國的阿波羅載人飛船重量就非常大,就能攜帶更多重量的土壤。

    (三)對於嫦娥5號攜帶2千克的土壤,是經過精確的科學計算得出。我們的科學家應該認為該重量的月球土壤是足夠進行科學研究的,沒必要攜帶的太多,否則成本和危險性會上升。

    (四)美國採用的載人登月採集土壤,其採集速度和重量更快更多是必然的,安全性也得到很好的保證。而中國是無人操作的嫦娥5號,採集土壤的重量不能太多也是必然。

    四、總結

    探月工程是個耗資巨大的財力物力人力的大工程,必須要根據實際國情來進行。我們國家現階段採取這種方式採集月球土壤樣本進行研究應當是最為經濟也最為科學、安全的方法,為未來我們載人登月獲取更多有價值的資訊。

  • 2 # 半桶觀點

    準確來說只帶回了1731g月壤,這跟美國阿波羅計劃帶回的381公斤相差巨大。

    2020年11月24日,嫦娥五號發射成功,12月2日成功著陸月球並於12月3日完成月壤取樣封裝任務。

    12月6日嫦娥五號探測器完成在軌樣品轉移並對接組合體成功分離,12月17日嫦娥五號返回器在內蒙古四王子旗預定區域成功著陸,中國首次地外天體取樣返回任務圓滿完成。

    12月19日,嫦娥五號任務月球樣品正式交接,“月壤開箱”實際重量只有1731克,與原計劃的2千克略有差異。

    很多人都在說,好不容易上去一次,為什麼不多帶點回來,畢竟美國當年帶回381千克之多。

    其實這是出於多方面的考量,尤其是要保證返回器能夠安全返回。

    嫦娥五號的運載能力限制

    嫦娥五號採用的是長征五號火箭,推力是1073噸,嫦娥五號箭體重達870噸,探測器都有8.2噸。而經過科學計算,採集月壤重量每增加1公斤,返回時所需燃料就要成倍增加,這勢必要增加返回器的體積和重量,採集過多會超出運載能力。

    美國當年阿波羅登月採用的是土星五號運載火箭,推力高達3400噸,可以輕易地將重達45噸的阿波羅號送上月球。而且美國的381公斤月壤也不是一次帶回的,一共往返了六次。

    其實按照嫦娥五號真實運載能力是可以帶回10公斤月壤的,但出於保障第一次採集月壤任務能夠安全完成,科研團隊把採集月壤重量定在了2000克。

    採集方式限制了採集重量

    我們必須要明白的一點是,嫦娥五號是無人取樣,而且沒有月球車的。全靠科學家在地球上操作,採集器獨自完成取樣任務,這個過程是極其複雜的。

    無人採集跟美國的阿波羅登月採集完全不是一碼事。有人採集可以根據訓練成果,使用月球車完成採集任務,能夠大量帶回月壤。

    另外嫦娥五號探測器只能在月球上停留48個小時,為了保證任務順利完成,必須給每一個流程都預留出充足的時間,所以不能夠採集太多月壤。

    科學研究需要循序漸進,2000克月壤已經很多了

    採集月壤研究只是任務之一,嫦娥奔月還肩負著很多其他科研任務。

    嫦娥五號實現了月球垂直起飛,並完成從月球軌道與地球軌道交匯,再運用錢學森導彈模型返回地球,這個過程驗證了中國航天技術的可行性。嫦娥五號讓理論變成了實踐,為以後的奔月積累更加豐富經驗。

    所以嫦娥五號的安全返回才是這次任務的重中之重。

    嫦娥五號採集的月壤相比美國採集的更為“年輕”,研究價值也更高,2000克或者說1731克月壤對於此次本月完全足夠了。

    研究月壤的意義

    嫦娥五號本月採集月壤,是中國航天技術的一大突破,使中國成為世界第三個能夠從月球帶回月壤的國家。這極大的提升了中國的國際影響力,增強了民族自信心、自豪感!

    對月壤的研究有利於中國對月球演變的驗證,能夠近一步研究月球的變遷史。

    月球上含有豐富的氦-3,這是理想、安全、高效的核聚變燃料,這對未來中國乃至世界開發月球氦-3資源提供了可能。這是造福全人類的世紀工程。

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