亮度10級!嫦娥六號返回美國肉眼可見,中國“耀眼”提速月球競賽

特友自然 2024-06-24 20:53:45

對于世界上的航天愛好者來說,觀察飛行器再入大氣層也是他們的興趣。作爲第一個從月球遠端(月球背面,the far side)采樣並返回地球的月球探測器,嫦娥六號無疑吸引了衆多人的目光。

6月20日深夜,嫦娥六號返回艙和軌道艙經曆了第二次軌道參數的調整,到達了近月點200公裏的月底轉移軌道,6月25號的時候,嫦娥六號返回艙將以接近第二宇宙速度一頭紮進地球的大氣層,需要經曆數次的“打水漂”,時長30分鍾左右,返回艙就會著陸在內蒙古四子王旗的預定著陸場。我們采用了精准著陸的技術,地面人員可以迅速趕到並回收。

目前嫦娥六號的亮度還比較低,大約爲16等星的亮度,在25 日的時候,返回艙重返大氣層時由于劇烈的大氣摩擦,亮度將逐漸增強,最終可能達到10等左右,那時候已經可以在地球上肉眼觀測到探測器的飛行路徑,在美國的北方地區,飛船的飛行路徑將可以在北緯40°以上的地區被直接觀測到。

10等星有多亮?嫦娥六號真的能目視看到嗎

在天文學中,亮度通常用來描述天體在天空中的明亮程度。亮度等級是一個對數尺度,其中每個整數增加表示天體的亮度增加大約2.5倍。例如,一顆亮度爲1等的星星比亮度爲2等的星星要亮約2.5倍,而一顆亮度爲0等的星星比亮度爲1等的星星要亮約2.5倍,依此類推。

0等星:像滿月時的月亮,非常明亮,可以投射出陰影。1等星:像金星或者最亮的恒星——例如天狼星,看起來非常耀眼,可以在明亮的城市中被看到。2等星:像北鬥七星中的一些較亮的星星,比周圍的其他星星更顯眼。6等星:像天馬座的一些星星,比較暗淡,需要相對無光汙染的環境才能看到。7等星:像一些主要在天文觀察中才能看到的星星,對大多數人來說已經很暗了。10等星:這是嫦娥六號返回地球時達到的亮度級別。

嫦娥六號在返回地球的過程中達到的亮度級數爲10級,意味著它在夜空中會顯得比較明亮,但並不如很多明亮的星或行星那麽明顯,在光汙染比較嚴重的城市可能難以觀測到,但是對于一些專門追蹤航天器返回,或者居住在農村地區的人來說,如果知道在何時何地查找,可能可以用肉眼看到。

在我們國家的一些地區,由于嫦娥六號進入我國高空的大氣層的時候,已經相當接近地面了,那裏的大氣密度更高,大氣摩擦産生更高的溫度,可能使嫦娥六號的亮度增加,而且嫦娥六號外層有一些耐燒蝕的材料,它們由于劇烈摩擦還會少量剝蝕,會擴大嫦娥六號的亮度範圍。在我國境內可以看到嫦娥六號跟一個火流星一樣,迅速劃過天空。

嫦娥六號和五號,打水漂再入大氣層,有什麽優勢?

嫦娥五號和六號任務中,使用打水漂再入大氣層,這種技術確切應該稱爲“半彈道式跳躍式返回”,這種技術涉及航天器以特定角度和速度進入大氣層,通過反複進入和退出大氣層來減速,最終穩定進入大氣層並安全著陸。當航天器在進入大氣層時,不是一次性穿過大氣層,而是通過多次“跳躍”或“打水漂”的方式逐步減速,可以減少航天器在大氣層中的熱負荷和過載。

嫦娥五號任務中,我們利用這種方式成功實現了探測器的回收,而嫦娥六號起初是嫦娥五號的備份,用上這種回收技術也順理成章,這展示了我們在航天器回收方面的技術成就。而這種技術,美國也是能做到的,它們早在阿波羅登月的時候就已經使用了這種技術,阿波羅飛船在進入地球大氣層時,通過調整飛行角度,實現了短暫的“跳躍”。

而美國新一代的載人航天器,獵戶座飛船也采用了這樣的技術。半彈道式跳躍式返回可以通過每次進入和退出大氣層時的調整,精確控制再入軌迹。這種方法使探測器能夠更准確地計算和修正其著陸地點,確保返回器能夠在預定區域內著陸,使用半彈道式跳躍式返回可以在再入過程中進行多次軌迹修正,使得探測器的再入路徑更加可控。

月球競賽的序幕已經拉開,中國2030登月,競爭對手有點多

當前的月球競賽已經進入了白熱化階段,各國的月球探測計劃競相展開,我們計劃在2030年之前實現載人登月,顯示了在這一領域的雄心,其他主要競爭對手如美國、歐洲和日本也有各自的月球探測計劃,但目前來看,中美兩國在這方面走在最前列。

我們國家計劃在2030年前實現載人登月,與俄羅斯合作建設月球科研站,進一步推動月球探測。美國NASA的阿爾忒彌斯計劃目標是2024年重返月球,與歐洲、日本等國家合作,並在2030年前建立可持續的月球基地。歐洲致力于參與未來的月球基地建設,提供技術支持和科學研究能力,日本也在推進自己的月球探測項目,如SLIM月球著陸器和LUPEX探測任務。

甚至于,韓國、印度也有自己的登月計劃。韓國前不久成立了“宇宙航空廳”,計劃和美國等國合作,開發航天器,想要實現2030年前登月、2040年火星探測的目標;而印度更是厲害,雖然還沒有開展過載人飛行,卻也仿照中國,想要在2030年以前實現載人登月。其實,目前對于人類來說,載人登月更多的是技術上的突破和應用。

目前可能最重要的就是實現火箭技術,飛船控制技術等,這些技術都可以用于軍事、民用,至于科研的價值,那是一個長期的價值 科研本來就需要長時間的投入,而至于開采月球資源 在近20年內,怕是難以做到。所以月球競爭的本質還是技術的競爭,尤其是可以用于軍事的火箭等技術,這也使得很多國家都坐不住了。

月球探測涉及一系列關鍵技術,包括火箭技術、飛船控制技術、導航與著陸技術等。這些技術不僅在航天領域具有重要意義,也可以用于軍事和民用領域。可以提高火箭的運載能力和可靠性,可以用于衛星發射、深空探測等;可以增強飛船的自主導航和控制能力,有助于提高空間探測任務的成功率;精確的導航和著陸技術,對于未來的星際旅行和地外資源開采至關重要。

中國的月球無人探索,還遠沒有到頭,期待後續

中國的月球探索計劃從嫦娥一號開始,經過嫦娥二號、三號、四號、五號等任務,已經實現了繞月、落月、采樣返回等多個重要目標,驗證了很多重要的技術,包括月面起飛、月球軌道對接、半彈道式跳躍式返回技術等;它們除了可以用于後續的嫦娥六號、七號、八號等任務,還可以用于最終的載人登月活動,技術原理都是相同的,不過載入飛船將體積更大,對安全的需求更高。

後續還有嫦娥七號計劃,將在月球南極的隕石坑附近著陸,並開展飛躍探測,利用一個裝備有推進裝置的小飛行器,利用3次左右的飛行,肩負在月球上探尋水的存在的重要使命;這將爲未來在月球科研站的選址提供可行性驗證。水不僅可以用于支持生命,還可以用電解的方式生成水和氫氣,我們的氫氧發動機已經比較成熟了,嫦娥5號就用了液氧液氫發動機。

嫦娥八號探測器任務,計劃在2028年實施,與嫦娥七號組成月球南極的科研站基本型,進行更深入的科學研究。未來還可能有計劃對月球的原位資源進行利用,比如我國已經模擬用月球土壤進行月球基地的建設,可以直接利用3d打印技術。關于未來月球基地的選址,可能是一個擁有水資源的隕石坑或者古老的熔岩洞。

目前,月球探索可以分爲兩個主要陣營:一個以美國爲首,另一個以中國爲首。美國領導的陣營集結了大量發達國家,已有46個國家簽署了相關協議。而中國領導的陣營則聯合了12個國家,主要以第三世界國家爲主。

美國陣營技術和資金上的支持較爲充裕,但也意味著合作夥伴更多,需要更複雜的資源和資金協調。隨著月球基地的建設,類似國際空間站的科研時間和空間分配將變得更加複雜和困難,尤其是在多國合作的情況下。

中國陣營制造航天器的成本相對較低,參與國家的科研需求可能相對簡單,但更容易在中俄等主導下分配科研資源,而中國制造成本較低,這可能會使得中國領導的陣營在某些方面更具競爭力。

可以說各有千秋,相對而言,目前歐美的優勢可能更大一些,但不要緊,科研就是需要大量、長時間的投入,在人類真正走向月球采礦的時代來臨之前,時間還相當充足。

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