今年五一小长假,最值得高兴的就是,嫦娥六号顺利发射升空,让我国的探月事业再次迈上了一个新的台阶。在此之前,我国航天部门也公开宣布,我国将在2030年之前实现载人登月计划。如此激动人心的消息,让无数国人由衷地感到自豪和骄傲。
而随着我国探月进程的稳步推进,许多网友也将我国与当年美国阿波罗登月计划作对比。其中最引得众人关注的是,为何嫦娥六号一个来回要53天,而阿波罗11号载人登月却仅需8天呢?难道我国的航天技术不如美国吗?
阿波罗登月计划上世纪六十年代,苏联多次在航天领域领先于美国,如第一个人造卫星,第一个宇航员等。这在当时美苏冷战的背景下,无疑是给西方国家一记重锤。
为了重塑美国和西方国家的自信心,美国时任总统肯尼迪力排众议,将美国的登月探测计划提上了日程。该计划所耗费的资金堪称天文数字,并联合了哈佛、普林斯顿等世界顶级名校参与研究,堪称美国有史以来最宏大的工程。
1969年7月20日,阿波罗11号成功地将第一批宇航员送上了月球,实现了人类千百年来的梦想——踏上月球表面。这次任务不仅展示了美国国家航空航天局(NASA)的强大实力,也标志着人类正式进入了月球探索时代。
阿波罗11号的成功离不开其背后复杂而精密的核心技术,重中之重的就是火箭技术。为了顺利将宇航员和登月舱送上月球,NASA耗时数年开发了强大的土星五号火箭。
这款火箭采用了多级设计,每一级都有自己的发动机和燃料。当火箭升空时,每一级都会按照预定的顺序依次点火和分离,确保火箭能够持续加速并最终达到逃逸速度,摆脱地球的引力束缚。
除了火箭技术外,阿波罗11号还采用了先进的导航系统。因为月球距离地球数十万公里,直接通过地面控制中心进行导航是不现实的。
因此,NASA为阿波罗飞船配备了自主导航系统。这个系统利用星图、太阳和月球等天体作为参考,结合惯性测量装置和计算机算法。这种自主导航方式不仅提高了任务的灵活性,也确保了飞船在复杂的太空环境中能够准确导航。
阿波罗的月球探测器分为服务舱、指令舱和登月舱。其中登月舱又分为了上升舱和下降舱。
顾名思义,上升舱负责返回,下降舱则是为登月所用,是“一次性”的。所以当阿姆斯特朗等人完成了登月任务后,就折返回了上升舱,下降舱就会被遗弃在月球上。至于服务仓,则是负责绕月环行。
当然,上升舱也不可能立刻与服务舱完成对接,它先要启动发动机抵达月球轨道,并且按照地面指控,环绕到接近服务舱完成对接。
届时,阿波罗登月计划就已经接近尾声,宇航员按照指令启程返回地球,并降落至海面。
总之,阿波罗登月计划是美国上世纪科技的集大成之作,也是美国在航天领域完全领先于苏联的重要标志。
“嫦娥六号”的旅月时间之谜距美国第一次载人登月,已经过去了六十多年。按理说,这六十多年里,科技必然是取得了重大突破的,可为何嫦娥六号在不载人的情况下,要比阿波罗11号多那么多天呢?难道中美登月技术差距很大吗?
其实,科技水平并非是靠时间的长短来体现的。我们要明白二者之间的任务目标和轨道设计的明显区别。
首先,阿波罗的目标极为单一,只要宇航员能够顺利抵达月球,并安全返回就圆满结束。如此一来,阿波罗登月的轨道设计就相对简单一些。
反观嫦娥六号,不仅要实现月球采样返回,还要“顺便”对月球进行更加细致的探测,如发射入轨、地月转移轨道、绕月飞行等,自然要花费更多的时间来完成任务。
嫦娥六号的登月探测器总重量高达8.2吨,与上世纪美苏两国2-4吨相比,明显要重了许多。而且,嫦娥六号的设备更加精密,若想将其完好封装进长征五号发射其中,势必要经过一系列的计算和设计。
另一方面,阿波罗计划是美国自己的项目,而嫦娥六号与欧洲航天局、巴基斯坦等国达成了战略合作,其中也搭载了法国等国的小型探测器。
从嫦娥六号的构成上来看,上升器、着陆器、轨道器、返回器密切相连,且分别执行各个环节的重要任务。
如着陆器就是要实现设备顺利在月球表面着陆,其内部搭载的探测设备要负责月壤的采集好封存。在完成任务后,上升器要负责转移取样,并且在沿着精密计算的路径回到幻月轨道上。
而接下来,上升器就要与返回器完成对接。一切都进展无误之后,嫦娥六号的月球之旅就要画上完美的句号了。
另外,我国更注重飞行过程的安全性。相较于当年美国的“火急火燎”,嫦娥六号旨在确保降低风险和提高成功率,这其中涉及到了更多的变轨和机动操作。再加上嫦娥六号需要与地面控制中心时刻保持密切联系,这些因素叠加起来,自然就延长了飞行时间。
更重要的是,阿波罗登月的目的是美国向世界展示科技实力,而我国的探月计划,旨在寻求与世界各国密切合作,我国势必每一步都要稳扎稳打,赢得各国的信任和尊重,从而实现共同探索和开发太空资源的伟大目标。
中国的探月梦自2004年起,我国正式启动了期盼已久的探月计划,并于2007年发生了我国首个探月卫星——嫦娥一号。
与美国迫切与苏联一较高下的处境不同,我国的探月计划始终在稳步推进。其中,嫦娥一号和嫦娥二号负责绕月探测,获取月球的高分辨率成像。
在这一阶段,我国主要的目的是建立深空站网络,实现地月之间高效率,高质量的通讯联系。而随着长征系列火箭的技术突破,我国于2013年发射了嫦娥三号,首次将我国首个月球车送上了月球。
不过,嫦娥三号的月球车是“有去无回”的,因为本次任务是实现月球软着陆和巡视探测,是为了后续计划做铺垫的。包括2018年的嫦娥四号,同样是对软着陆技术进行升级迭代,并且成为全球首个着陆月球背面的探测器。
接下来,就是我国探月工程三期的“收官之战”——嫦娥五号。本次任务采用了长征五号运载火箭,首次实现了无人月面取样返回地球的伟大壮举。
在本次计划中,我国采用了全新的轨道设计和控制技术,实现了从地月转移轨道到近地点、远地点、返回地球的精确控制。这一技术保证了探测器能够准确地进入预定轨道,并在关键时刻进行必要的轨道调整。
为了将月样安全返回地球,嫦娥五号采用了返回舱与服务舱分离后再入大气层的方式。在返回过程中,返回舱经历了高温烧蚀和气动加热等考验,最终成功地将月样带回了地面。
以上一系列计划的圆满结束,无疑是为我国的探月事业打了一针强心剂,也为后续我国实现载人登月计划奠定了坚固的基石。
2024年5月3日,嫦娥六号在文昌航天发射场点火发射,准确进入了地月转移轨道。与嫦娥五号相比,嫦娥六号采用了轨道器和着陆器组合体设计,无疑是提高了探测效率和精度。
而本次任务的目标是月球的远端——南极艾肯特盆地。相较于嫦娥五号,嫦娥六号要面临更多的设计约束,如智能采样,自主导航对接等,总共历时53天。虽然过程充满了艰难险阻,但是如果该计划能够圆满结束,我国的探月技术无疑迈上了一个新的台阶。
结语无论是嫦娥六号还是阿波罗11号,它们都是人类探索月球的杰出代表和重要成就。随着科技的不断进步和国际合作的深入发展,我们有理由相信未来的月球探索任务将更加高效。
主要信源:
原文登载于光明日报官方账号2024年5月5日关于“嫦娥六号发射任务圆满成功!”的报道
原文登载于中国经济网2024年5月4日关于“嫦娥六号发射任务圆满成功 开启世界首次月球背面采样返回之旅”的报道
原文登载于中工网官方账号2024年5月4日关于“中国探月工程立项20年 回顾“嫦娥”奔月之旅”的报道