您有一份从月球发来的土壤,请查收——国之重器“嫦娥五号”
全球最速“快递”,超10倍子弹速度送来的“土”
12月17日凌晨,嫦娥五号返回器携带月球样品,以11千米每秒的速度,采用半弹道跳跃减速,也就是“打水漂”的方式进入大气层返回地球,在内蒙古四子王旗的预定区域安全着陆。至此,嫦娥五号返回器圆满完成月球“挖土”,带着月球“土特产”顺利回家的任务。虽然从月球带来的土壤样品仅重两千克,但是这是几代航天人为止奋斗的结果。
望山跑死马 探月几代人
中国探月工程于2004年1月23日启动。但在此之前,中国早已经默默的筹备了45年。
从1958年,中国便开始构建和充实探月的科学队伍,然而,直到20年后,中国科学家才有机会研究来自月球的石头。
1978年5月,美国将登月收集得来的月球岩石,转送给135个国家以及美国的50个州,中国当时获赠一块重量仅为1克的月球岩石,其中的0.5克被陈列在北京天文馆,而另外剩下的0.5克,被送到科学家们的手里进行研究。仅凭这半粒黄豆大小的岩石,中国科学家发表了14篇高质量的科研论文。然而,样品太少想要深入研究却难上加难。
不过通过对这次月岩再加上其它各类陨石的研究,中国逐步建立起相关实验室,并培养了一批研究太空的科学队伍,为未来的“嫦娥工程”打下了坚实的基础。
从2004年到2019年,四代“嫦娥系列探月探测器”已经分别完成了绕月球航行,对月球表面进行探测和拍摄,以及降落月球和人类历史上首次月球背面软着陆等多项重大使命。
而嫦娥五号要挑战的,则是“回到地球”,它要将月球上的珍贵科研信息带回地球,这是中国首次地外天体采样返回任务,每一步都充满了未知的风险。
“胖五”送“五妹”去“挖土”
北京时间2020年11月24日4时30分,长征五号遥五运载火箭在海南文昌航天发射场点火升空,由于该火箭体型壮硕,观众们亲切的称其为“胖五”,称嫦娥五号为“五姑娘”。经过2200多秒的飞行,“胖五”成功将“五姑娘”送入“地月转移轨道”,发射取得圆满成功。但是,这仅仅是这次任务的第一步。“五姑娘”的太空之旅才刚刚开始。
由于有着前面四位姐姐的经验,“五姑娘”顺利完成了从地球到月球的行程,顺利进入了环月飞行阶段。
分体!你以为“五姑娘”是一个人?错!她是一个“团队”
嫦娥五号探测器其实是由四个部分组成的,2020年 11月30日凌晨,嫦娥五号探测器的四个组成部分开始“分头行动”:负责返回地球的部分是由“轨道器+返回器”组成的,它们在月球轨道围绕月球转动并随时待命;负责“挖土”和从月球带着标本起飞的“着陆器+上升器”将择机下降实施月面软着陆。这个时机定在了2020年12月1日23时11分,嫦娥五号的“着陆器+上升器”在月球正面成功着陆,这是中国无人航天器第三次降落月球。这次降落的地点是精心挑选的,它在月球正面,是一个叫风暴洋的区域。这个区域过去没有其他国家到过。我们将取得这个区域全世界唯一的月球土壤样本。
月球的形成在41亿年前,之前几次人类的采样活动中,拿到了38亿年至40亿年间的样品,而38亿年之后的样品却没有被发现。经过科学家们的研究表明风暴洋形成的年代要更年轻,如果能找到更年轻的样本,有可能让我们更了解月球的演化历史。
天边飘来五个字 “说挖咱就挖”
着陆器登陆月球后,开始启动挖掘装置。嫦娥五号配置了表取与钻取两套月壤采集系统,采样机械臂负责采集月球表面的土壤,钻探机则负责钻进月面之下,从内部取土。
钻取采集到的月壤,直接进入安装在钻杆里的一个封装袋中。这个封装袋有一个巧妙的设计,它被套在钻杆上,随着钻头往下深入,土壤不断进入软袋,当钻进停止后,向上提起软袋,袋子被弹簧丝封死,进入整形装置,软带像卷香肠一样被盘绕起来,最后放入密封仓,但其实,接下来嫦娥五号才面临着更大的难题,那就是如何回到地球。
首次从月球起飞
12月3日23时许,嫦娥五号上升器在月面点火起飞,携带着精心“打包”的月壤奔向环月飞行轨道,踏上了返回地球的征程。漫漫归途中,还有一场惊心动魄的月球轨道空间交会对接考验着嫦娥五号。
12月3日23时10分,嫦娥五号的上升器月面点火,发动机工作约6分钟后,顺利将携带月壤的上升器送入到预定环月轨道,成功实现我国首次实现地外天体起飞。从此踏上了返回地球的征程。而“五姑娘”的一部分“着陆器”被永远留在了月球上。起飞后的上升器将与环月飞行等待的由“轨道器+返回器”组成的“轨返组合体”交会对接,将月球样品转移到返回器,后者将等待合适的月地入射窗口,将这份38万千米外的“快递”发往地球。
“挖土”归来
历经23天,嫦娥五号闯过地月转移、近月制动、环月飞行、月面着陆、自动采样、月面起飞、月轨交会对接、再入返回等多个难关,成功携带月球样品返回地球,完成了这次意义非凡的太空之旅。
月球,是离地球最近的一颗卫星,它的引力为地球带来潮汐变化,影响着海洋中的一切;它的微光为夜行动物和植物提供能量;它让地球自转的速度放缓,为生命的出现带来适宜的环境。
当我们仰望浩瀚的宇宙,那里有着难以计数的星球,而地球只是其中的沧海一粟。有人说,人类或许是宇宙中孤独的存在。至少到现在,人类从未观测到外星生命。那么,为什么宇宙中会有人类这个孤独的族群?我们到底从哪儿来?好奇心和创造的本能,一直驱使着我们在探究这些未知。
月球,这个距离地球38万千米的卫星,无疑是我们了解外星球的最好开端,而月壤中所暗藏的答案,中国将与国际科学家共同去寻找。
健康提示:请出门戴口罩、勤洗手、多通风,少去人群密集处。
透视新科技
《嫦娥五号》
播出时间:3月7日 19:31
监制 / 田龙 主编 /刘铭 黄丽君
编辑 / 张兰 杨力 陈西晶(实习)