嫦娥五號組合體分離,到底是什么狀況( 三 )



問題:長征五號奔月后只回來個回收倉,那么其他的設備去哪里了?簡單的說,就是都丟了 。這是航空航天的一個最大特點,就是大馬拉小車,小車拉小盒,最后馬和車都丟棄了,就回來個小盒,無人探測叫返回器,載人飛船叫返回艙 。因此,所有的發射任務,有的是有去無回,像一些無人探測器一旦發射,就有去無回了 。而如果有返回任務的航天器,巨大的發射重量,回來的只有那么一點點 。
我們先來看看上世紀載人登月發射與返回比 。“土星五號”運載火箭 。上世紀的1969年到1972年,美國NASA先后成功實現了6次載人登月任務,采用的是阿波羅飛船,每次3名宇航員,其中1位乘坐軌道艙守在月球軌道,2名宇航員乘坐登月艙登陸月球 。因此迄今為止,真正在月球踏上自己腳印的人類有12位 。阿波羅載人登月飛船,采用“土星5號”運載火箭發射 。
“土星5號”是迄今世界上使用過自重最大的運載火箭,高達110.6米,起飛重量達3038.5噸,總推力可達3408噸,月球軌道運載能力45噸,近地軌道運載能力118噸 。當“土星五號”把阿波羅飛船送入地月轉移軌道后,它的任務就完成了 。它龐大的身軀主要由燃料和箭體組成,燃料在發射時就快速消耗,消耗完一級火箭,那一級火箭就脫落墜毀或在大氣層燒毀了,當阿波羅飛船進入地月軌道時,整個“土星五號”近3000噸就完全消失了 。
阿波羅飛船“解體”過程 。這里說的“解體”,不是任務失敗的解體,而是說在任務執行過程中,飛船一步步拆解丟棄的過程 。載人登月的阿波羅飛船長25米,總重為46噸,去月球時是一個整體 。這個整體包括約6噸的錐形指令艙、約25噸的圓筒形服務艙,約14噸的登月艙,以及3名宇航員 。到達月球環繞軌道后,14噸的登月艙就適時與飛船脫離,載著2名宇航員降落月球;另一名宇航員就留在指令艙里,與服務艙組成軌道艙,繼續環繞月球運行,等候接應登陸月球的宇航員回來 。
登月艙分為下降段和上升段,宇航員完成任務后和取得月樣一起隨著上升段返回月球軌道,下降段就遺棄在月球表面 。上升段重約4.7噸(其中燃料2.6噸),利用下降段為發射平臺,與下降段脫鉤起飛到月球環繞軌道,與等候在那里的軌道艙對接后,宇航員爬進指令艙,上升段就也丟棄了,最終會墜落在月球上 。隨后,服務艙和指令艙提速脫離月球軌道,進入月地轉移軌道 。
回到地球環繞軌道后,指令艙與服務艙脫離,服務艙最終的命運是墜入大氣層燒毀,而指令艙則變身返回艙載著宇航員進入大氣層,最終安全濺落在海里或降落在地表 。這就是阿波羅飛船的整個“解體”過程 。這艘出發時起飛重量達3038.5噸的阿波羅登月任務,真正返回地面的只有3噸的返回艙,只是出發時重量的0.1% 。嫦娥五號任務探月器有點像迷你型的阿波羅飛船 。
長征五號遙五運載火箭和嫦娥五號探測器 。嫦娥五號發射采用長征五號遙五運載火箭,這是我國新一代大推力低溫液體運載火箭,全長近57米,起飛重量約870噸,起飛推力超過1000噸 。其近地軌道運載能力為25噸,地球同步轉移軌道14噸,地月轉移軌道運載能力為8噸 。當長征五號遙五運載火箭把嫦娥五號探測器運送到地月轉移軌道后,它的任務就完成了,也就是其重達870噸的箭體就消耗殆盡,殘骸墜落進大氣層燒毀了 。
嫦娥五號無人探測器總重量為8.2噸,由軌道器、返回器、登月器三大部分組成,其中登月器也像阿波羅任務的登月艙一樣分為著陸器(下降段)和上升器兩部分,軌道器有點像阿波羅任務的服務艙,返回器就像指令艙 。除了沒有載人,嫦娥五號的整個運作過程就是一次阿波羅登月任務的重演 。嫦娥五號探測器的“解體”過程 。當嫦娥五號到達月球軌道,被月球引力捕獲后,就圍繞著月球運行,到達一定高度并且穩定后,就會釋放登月器,軌道器和返回器留在月球環繞軌道等待接應登月器的上升器 。

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