指挥舱和服务舱 同样去外星取样返回,到底嫦娥5号难度高,还是日本隼鸟2号难度高
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本文参加百家号#科学了不起#系列征文赛。
嫦娥5号就是载人登月的无人版,4大结构部分俱全。
本次发射的嫦娥5号分为:轨道舱、返回舱、降落舱以及上升仓。
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进入月球轨道,在环绕月球的过程中,4个仓是连在一起的。执行登月任务时,只有降落舱和上升舱会落到月球表面。
而轨道舱和返回舱一起在月球轨道上,围绕月球运行。
而降落舱降落到月球上以后,取回土壤样品,送到上升舱内。然后上升舱独立返回月球轨道和轨道舱连接以后,把土壤样品放到返回舱内。
与上升舱分离后,轨道舱、返回舱同时返回地球,但是进入地球大气层的只有返回舱。
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而且,按照预定计划返回地球时,返回舱并非是直接降落在预定地点。而是在大气层中经过一个水漂弹道减速,进入大气层边缘以后再弹出大气层,然后再进入大气层,减速以后再降落到预定地点。
从整个飞船的完整结构上来说,除了没有载人和生命支持装备以外,整个所有的结构,完全和美国阿波罗登月计划是一致的,而且返回过程更加高明。
》这里可以对比一下美国阿波罗登月飞船的结构。
美国阿波罗登月计划的月球飞船分为三部分:指挥舱、服务舱和登月舱。
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进入月球轨道以后指挥舱和服务舱留在月球轨道上,环绕月球运行,只有登月舱执行登月任务。
登月任务完成以后,登月舱启动火箭发动机上升,与在轨飞行的指挥舱和服务舱对接。
对接完成以后登月舱分离,指挥舱和服务舱返回地球。进入地球轨道以后,指挥舱和服务舱分离,服务舱坠入大气层中烧毁,指挥舱返回地面。
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而且,我们还要知道,本次嫦娥5号降落的地点是月球背面,而阿波罗号降落的地点是月球的正面。
由于潮汐锁定的原因,月球的一面永远对着地球,这并不是月球不在自转,而是月球公转和自转的周期完全相同。
》月球背面到目前为止,唯一降落的宇宙飞船就是嫦娥系列。
由于在月球背面没有办法和地球直接通信,所以要通过一个中继卫星~鹊桥号。
鹊桥号位于地球、月球系统的拉格朗日2点附近。而拉格朗日2点正好位于月球和地球连线的正上方,如果卫星定点在这个位置,那么和地球的通讯将被月球所阻挡。所以,鹊桥号卫星只能围绕在拉格朗日2点附近运动,这个运动轨迹非常复杂,叫做晕轨道。
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》2014年日本发射了隼鸟2号小行星探测器。
今年9月底,隼鸟2号搭载的着陆器从距离地球3.2亿公里的龙宫小行星取样返回地球,预计将于12月着陆于澳大利亚。
而我国的嫦娥5号返回舱也将在12月着陆。
隼鸟2号飞行的距离更加遥远,返回地球的时间也更加的长,但是这并不意味隼鸟2号比嫦娥5号要先进。
从飞行器的结构上来说,隼鸟号只有一个单独的部分,接近小行星、降落在小行星表面上的部分,和返回地球是同一个部分。
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隼鸟2号接近的小行星质量远远比月球要小,没有月球那么强大的引力,所以在接近的过程中,减速制动比较容易。
》我们可以比较一下,嫦娥5号全重为8.2吨,而隼鸟2号为609公斤。
但是,整个隼鸟2号的系统,仍然有一部分要超过我国的嫦娥号。
那么隼鸟号先进在什么地方呢?其实这并不是航天器系统本身的先进,而是隼鸟2号的深空测控能力比较强大。
准确的说,应该是地面的支持系统具有更精确的测控能力,毕竟龙宫小行星与地球的距离比地月距离大1000倍。
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距离越远测控越难,隼鸟2号动用了分布在整个地球周长上的测控装置,因为日本属于西方阵营,西方阵营国家遍布地球东西南北,所以它的整个测控系统体系是遍布全球的。
测控的精度和测控系统的半径有关,这就好像照相机的清晰程度和镜头半径有关一样。
由于中国没有像西方国家那样遍布于世界的测控网络,所以中国的深空测控体系的精度没有西方那么高。
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