嫦娥五号的意义
文章来源: 国华P2020-12-07 06:20:42

正在返回地球途中的大陆嫦娥五号登月飞船 (图 Google Images),格外引人瞩目,因为它在诸多方面创造了第一。首先,CCTV直播了此次嫦娥五号登月飞船从发射到向月球轨道飞行的全部过程,包括装在火箭上的摄像头拍摄的画面。通常,大陆的媒体要等到确认火箭发射成功后才会播放发射录像。直播显示出大陆对本国太空计划的信心。

这次嫦娥五号的登月之旅还创造了以下大陆第一:

第一次从月球采集样品,并将其带返地球 (图 Knowablemag)。嫦娥五号飞船的首要任务,就是在月球表面钻取月球样品,并在成功采集月球样品后,由着陆器 (lunar lander) 和上升器 (ascender) 合作将获取的采样封装保存在上升器携带的贮存器中。这时的上升器,仿如面色姣好,身材窈窕,让人充满幻想的仙女,怀里装着一只“绣球” (月面采样贮存器)。

第一次从月面起飞。完成月面采样和封装工作后,嫦娥五号上升器 (图 ecns) 于月面点火脱离着陆器起飞上升离开月面,在经历垂直上升、姿态调整和轨道射入三个阶段后,进入环月轨道。虽然月面的引力仅地面的六分之一,但与地球相距甚遥且上面没有发射塔架,缺乏科技人员的现场维护,发射平台稳定性及朝向角度无法保证,使上升器点火起飞时候具有很大的不确定性。尽管如此,仙女般的上升器,渴望尽快见到日思夜想的郎君。于是她怀揣“绣球” (月面采样贮存器),地纵身一跃,跳离略觉松软的月面,毅然决然地向郎君所在的月轨方向飞去。

第一次在月球轨道上的交汇对接 (docking)。当载着月球样品的上升器“芳影” 姗姗来迟的出现在月球轨道上时,一直在月轨上寻寻觅觅的郎君轨道器 (orbiter) 和返回器 (return spacecraft) 组合体喜出望外,以百米冲刺的速度紧追急赶地接近苦苦思念的“她”。 当双方近在咫尺时,轨道器和返回器组合体果断地张出自己的双臂,将 “她”紧紧地拥抱在自己怀里,并拿到了“她”的“绣球”。由此,轨道器和返回器组合体,通过远程导引和近程自主控制,逐步靠近上升器,以抱爪 (holding claws) 的方式捕获上升器,成功地与上升器在38万千米以外的月球轨道上进行了无人交会对接,之后将样品容器安全转移至返回器中 (图 China Daily)。

第一次携带月球样品返回地球。人有悲欢离合,月有阴晴圆。这仙女与郎君虽然山盟海誓,可该来的总是会来。爱得死去活来的郎君,虽想要与心上人海枯石烂,可现在也得暂时离开她了。因为他必须要履行离开地球前立下军令状,返回地球,向父老乡亲汇报自己的工作。于是,嫦娥五号轨道器返回器组合体 (郎君) 12月6日12时35分与上升器 (仙女) 成功分离,进入环月等待阶段,准备返回地球的最后一段行程 (图 CGTN)。

轨道器返回器组合体从38万公里之外的月球飞往地球的过程中,以第二宇宙速度 (11.2公里/每秒) 在地球大气层“打水漂”,即先进入大气层,依靠大气层的升力跳出去,然后再次进入大气层,通过这样的一进一出,实现减速 (图 知乎日报)。所以,轨道器返回器组合体在重返地球前需要一段环月休整阶段,在等待最佳时间的同时养精蓄锐。否则一不小心,就有可能像流星般消逝在天际。

嫦娥五号是人类第一艏在月球近端的火山平原吕姆克山 (Mons Rümker) (图 知乎日报) 着陆的登月飞船。吕姆克山是以德国天文学家卡尔·吕姆克 (Karl Rümker 1788-1862) 的名字命名的“风暴海洋”中的火山区,在嫦娥五号前这个区域从未接待过来自地球的客人。由于这个月点估测有12亿年的历史,比美国阿波罗和前苏联月球着陆器的着月点要年轻许多 (30亿年以上),故对该地存在大约13亿至20亿年前的玄武岩的研究,将有助于推进对月球火山活动和演化历史的认识。此前美、前苏获取月壤样品的研究表明,月球上的火山活动在35亿年前达到顶峰,然后减弱并停止。但对月球表面的观测发现,某些区域可能含有最近10至20亿年前才形成的火山熔岩,这与嫦娥五号着陆地区的年龄相仿。对嫦娥五号采回样品的研究,或将改写月球的历史。

大陆的嫦娥五号登月之旅也是一次国际合作实践。欧洲空间局通过法属圭亚那 (Guyane) 的库鲁站 (Centre Spatial Guyanais) 对嫦娥五号任务发射和着陆阶段进行跟踪,同时在整个任务期间作为中国地面站的备份单位随时待命 (图 网易)。来自库鲁站的数据有助于大陆的任务控制小组确定嫦娥五号发射后的轨道运行状态。当嫦娥五号进入着陆阶段时,欧洲空间局位于加纳利群岛 (西班牙语Islas Canarias) 的马斯帕拉马斯站提供支持并进行跟踪工作。

有关嫦娥五号登月之旅的新闻现在比比皆是,包括其开创的许多“第一”。客观的讲,除去即将在轨道器返回器组合体重返大气层时予以验证的“打水漂”外,嫦娥五号登月之旅的其它活动,均系重复美国在50多年前,前苏联在40多年前早已做过的事。所以,大陆要在航天领域赶上美国,和俄罗斯 (继承了前苏联包括航天在内的一切),依然“路漫漫其修远兮”,任重道远。

参考资料

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The European Space Agency. (2020). ESA Tracks Moon Mission. 链接 https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2020/11/ESA_tracks_Chang_e-5_Moon_mission

The Guardian. (2020). Chang'e-5: China's unmanned moon probe delivers samples to orbiting spacecraft. 链接 https://www.theguardian.com/science/2020/dec/06/change-5-chinas-unmanned-moon-probe-delivers-samples-to-orbiting-space-craft

Lyons, K. (2020). China’s Chang’e 5 completes docking mission on its way back to Earth. THE VERGE.  链接 https://www.theverge.com/2020/12/5/22156311/china-change-5-docking-mission-moon-lunar-samples

Myers, S. L. and Chang, K. (2020). China Lands Chang’e-5 Spacecraft on Moon to Gather Lunar Rocks and Soil. The New York Times. 链接 https://www.nytimes.com/2020/12/01/science/china-moon-landing.html?_ga=2.104207360.1616672357.1607264043-865380023.1592242576

THE PLANETARY SOCIETY. (2020). Chang'e-5: China's Moon Sample Return Mission. 链接 https://www.planetary.org/space-missions/change-5

SCMP Editorial. (2020). China moon mission can open door to global space cooperation. South China Morning Post. 链接 https://www.scmp.com/comment/opinion/article/3112794/china-moon-mission-can-open-door-global-space-cooperation

Wiki. (2020). Chang'e 5. 链接 https://en.wikipedia.org/wiki/Chang%27e_5