11月17日,長征五號遙五運載火箭和嫦娥五號探測器在中國文昌航天發射場完成技術區總裝測試工作后,垂直轉運至發射區,計劃于北京時間11月24日凌晨4時左右擇機實施發射。
主導機構:中國國家航天局(China National Space Administration,CNSA)
任務類型:月球樣本返回
計劃發射時間:北京時間11月24日凌晨4:00
返回地球時間:12月16或17日
任務亮點
· 自1976年蘇聯月球計劃的月球24號(Luna 24)任務以來,中國的嫦娥五號月球探測器將首次從月球返回樣本。
· 這些樣本理論上將是有史以來返回地球的最年輕的樣本,僅有12億年的歷史,而12億年前地球上或許已經演化出了多細胞生物。
· 嫦娥五號將幫助科學家了解月球在它整個歷史的晚期所發生的事情,以及地球和太陽系的演化過程。
我們為什么需要嫦娥娥五號?
我們在月球上看到的斑點和隕石坑,是太陽系在早期遭受創傷時留下的傷痕。小行星和彗星猛烈地撞擊著形成之初的地球和月球,可能因此帶來了重要的水,讓生命在此處萌芽并繁衍生息。
但對于月球而言,過去十幾億年間究竟發生了什么仍然有爭議。幸運的是,通過對月球不同區域的成分和年代,科學家們可以梳理出月球較為完整的歷史。盡管圍繞月球運行的在軌航天器可以收集到大量有價值的數據,但有些科學實驗只能在地球完成,因為所使用的儀器體積過大且能耗過大,無法在太空中飛行。除此之外,地球上的實驗還可以在不同的實驗室中重復實驗,采集的樣本材料也可以存儲起來供未來的研究人員用更先進的技術研究調查。
中國的嫦娥五號將要返回地球的月球樣本,應該是有史以來返回地球的最年輕的月球樣本。嫦娥五號將降落在月球最大的月海——風暴洋(Oceanus Procellarum)中,這是位于月球西北角的一片暗灰色平原,在地球肉眼可見。確切的著陸點靠近一個底部直徑70千米的山丘,也就是呂姆克山(Mons Rümker),在這片火山區域,巖石和土壤的歷史可能只有12億年,是由覆蓋下層表面的大型火山事件形成的。這比美國航空航天局(NASA)的阿波羅(Apollo )任務宇航員返回的樣本要年輕得多,后者的年齡介于31至44億年之間。
通過研究在月球歷史上形成時間相對較晚的巖石樣本,科學家將能更好地了解地球上可能已經存在多細胞生物的時候,月球上發生了什么。了解月球的歷史也有助于我們了解地球和太陽系中其他天體的演變。
呂姆克山
這張月球上的呂姆克山照片是阿波羅15號(Apollo 15)的宇航員于1971年拍攝的。呂姆克山位于月球最大的月海風暴洋中,是一片因月球歷史晚期的火山活動而形成的凸起區域,底部直徑大約為70千米,最高處比圍繞它的平原要高出超過1千米。
圖片來源:NASA
嫦娥五號的運作方式
整個任務包含運載發射、地月轉移、近月制動、環月飛行、月面下降、月面采樣、月面上升、交會對接、環月等待、月地轉移、軌道分離、再入回收12個部分。
Credit:New China TV
自1976年蘇聯執行月球24號任務以來,就再也沒有探測器從月球向地球返回過樣本,嫦娥五號將使用類似于NASA阿波羅任務的架構來挑戰這一目標。嫦娥五號月球探測器由4部分組成:一個服務艙、一個著陸器、一個上升飛行器以及一個地球返回艙。在月球軌道上運行時,著陸器和上升飛行器將下降到月球表面,而服務艙和地球返回艙則會繼續保持在軌運行。著陸器將負責鉆取并收集樣本,使用的儀器則是一個機械鏟和可以鉆入地下2米的鉆頭,上升飛行器中將存放多達4千克的月球樣本材料。
嫦娥五號的著陸器還將攜帶3個科學有效載荷,包括一套用于記錄著陸位點的相機、一個用于繪制地下表面圖的穿地雷達,以及一個分光計,用來測定著陸點處礦物組成并計算出月球土壤中被鎖定的水分含量。有了這些實地測得的數據和返回地球進行進一步研究的月球樣本,科學家將能夠對比這兩種不同方式得到的結果。
嫦娥五號僅依靠太陽能,將在月球上的清晨著陸,并在夜幕降臨前啟動上升飛行器返回繞月軌道,這個時間段大約等同于14個地球日。上升飛行器將與服務艙會合,將收集到的樣本轉移到地球返回艙中。然后,服務艙將離開月球軌道返回地球,在到達前不久釋放地球返回艙。
從月球返回重新進入地球大氣層的飛行器,速度上會比從近地軌道返回的飛行器要快得多,前者的速度約為11千米每秒,而后者則約為8千米每秒。像NASA的阿波羅號任務用到的載人太空艙,須要依靠強力的隔熱層對艙內人員進行保護,而嫦娥五號將采取“跳過再入大氣”的方式,一跳出大氣層就減速下來墜落降至內蒙古。此次的著陸點將與神舟系列載人飛船的回收地點相同。
嫦娥五號任務概覽
這張信息圖顯示了中國嫦娥五號任務從月球帶回樣本的基本步驟。
圖片來源:The Planetary Society
圖片漢化:哇喳
參考來源:
[1]https://www.planetary.org/space-missions/change-5
[2]http://www.cnsa.gov.cn/n6759533/c6810500/content.html