月球土特產(chǎn)公開亮相

嫦娥五號(hào)帶回的月球土特產(chǎn)首次公開亮相，從月球帶回的約1731克“土特產(chǎn)"備受關(guān)注。2021年1月，國(guó)家航天局發(fā)布《月球樣品管理辦法》，明確月球樣品原則上分為永久存儲(chǔ)、備份永久存儲(chǔ)、研究和公益四種基礎(chǔ)用途據(jù)悉，研究樣品借用期原則上不超過一年，公益樣品借用期一般不超過兩個(gè)月，而實(shí)地采樣最珍貴之處，在于樣品背后孕育的無(wú)限可能。

2020年12月1日晚，嫦娥五號(hào)著陸器上升器組件順利降落在月球鋒面風(fēng)暴海洋東北部的呂姆克山附近，隨后開始在此進(jìn)行采樣工作。

12月17日凌晨，“四件套”接過了最后一棒的返回器，帶著珍貴的月球“土特產(chǎn)”，成功降落在內(nèi)蒙古四子王旗，時(shí)隔44年，人類再次在迎來采集了月球樣本。

據(jù)專家介紹，嫦娥五號(hào)設(shè)計(jì)了兩種“挖掘”方法：x鉆取：用鉆具在月球表面下鉆2米深，收集0.5公斤月球地下樣本：用機(jī)械臂鏟1.5公斤月球表面樣本。

最后兩種采樣方式都很順利，原本計(jì)劃48小時(shí)完成的月球表面采樣只用了19個(gè)小時(shí)就完成了。

嫦娥五號(hào)從月球帶回了多少土特產(chǎn)?

嫦娥五號(hào)按計(jì)劃于今天返回地球，最令人期待的是它攜帶的2公斤月球土壤樣本。

目前，有能力采集月球土壤樣本的國(guó)家從原有的蘇聯(lián)和美國(guó)，又增加了中國(guó)。

50年前，蘇聯(lián)三次無(wú)人登陸月球，帶回了301克月球土壤樣品，而中國(guó)的嫦娥五號(hào)一次可以帶回2公斤土壤樣品，這樣看來我們似乎取得了很大的進(jìn)展。

然而，如果我們知道美國(guó)在1969年至1972年的四年中進(jìn)行了六次載人登月任務(wù)，帶回了300多公斤月球土壤，其中阿波羅17號(hào)一次帶回了110公斤月球土壤，而它還是載人登月。

它不僅需要搭載宇航員，還需要增加100多公斤的月球土壤，這都要?dú)w功于土星五號(hào)運(yùn)載火箭。

根據(jù)嫦娥五號(hào)的實(shí)際運(yùn)載能力，可以運(yùn)載2公斤以上的月球土壤樣品，也可以運(yùn)載10公斤的月球土壤。但是考慮到無(wú)人操作開采的難度，一定要有很大的剩余空間讓任務(wù)量和滿載量才安全。

登月艙每增加一公斤，它的燃料就會(huì)增加一倍。

中國(guó)探月工程科學(xué)家計(jì)算過，如果探測(cè)器以兩公斤月球土壤為輸入值設(shè)計(jì)，探測(cè)器將達(dá)到8.2噸。如果要增加樣本量，整個(gè)探測(cè)器的很多指標(biāo)都會(huì)增加，超過火箭的運(yùn)載能力。

月球的質(zhì)量和體積決定了月球表面的逃逸速度遠(yuǎn)低于地球表面的逃逸速度，約為2.4公里/秒。因此，嫦娥五號(hào)返回不需要太多的燃料，因此返回艙的體積也不需要太大。因此，月球著陸器從月球表面返回月球軌道時(shí)，不需要發(fā)射器來穩(wěn)定返回艙。

美國(guó)能夠一次運(yùn)載數(shù)百公斤月球土壤的原因完全是由于土星五號(hào)運(yùn)載火箭的強(qiáng)大推力。

土星五號(hào)一次可以運(yùn)載3000多噸的物質(zhì)，而長(zhǎng)征五號(hào)的起飛重量只有800多噸。相比之下，嫦娥五號(hào)的質(zhì)量要小得多。與45噸的阿波羅飛船相比，嫦娥五號(hào)只有8.2噸。所以能攜帶的燃料少很多，起飛重量也少很多。

事實(shí)上，即使嫦娥5號(hào)能夠攜帶10公斤月球土壤，風(fēng)險(xiǎn)也是極其巨大的，因?yàn)殒隙鹞逄?hào)只能在月球表面停留48小時(shí)。其中還包括著陸、初始參數(shù)設(shè)定、月球土壤分析、取樣、封裝、起飛等。無(wú)人操作采樣極其耗時(shí)，采樣時(shí)間所剩無(wú)幾。2公斤的采樣量不僅時(shí)間充裕，而且起飛重量設(shè)定在安全值。

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