月壤已到家,嫦娥精准著陸!月背樣本中國獨一份,爲人類做貢獻

特友自然 2024-06-28 19:16:41

經曆了50多天的任務,嫦娥六號返回器將于今日著陸,它將成爲最耀眼的星,月壤馬上到家,就在今日!這是人類首次獲得月球背面樣本,中國正在拔高月球競賽的難度。

本次,嫦娥六號將以半彈道式滑躍式再入地球大氣層,返回器的入射速度將接近第二宇宙速度,有著嫦娥五號回收的經驗,嫦娥六號經過與大氣的反複摩擦生熱、軌道躍升降溫,最終安全降落在預定著陸場。以我們已經積累的技術,從月球表面起飛的時候,基本就已經注定任務將要獲得成功,畢竟我們已經有多次回收的經驗了,包括嫦娥五號和新一代載人飛船。

嫦娥六號已到家門口,將半彈道式滑躍載入地球大氣,精准著陸

嫦娥六號任務已經進入返回地球的階段,探測器需要進行半彈道式滑躍載入地球大氣層,並實現精准著陸。半彈道滑躍式返回是一種複雜且具有挑戰性的再入方式,探測器以高速進入地球大氣層,如果再入角度過大,探測器會經曆極高的減速過載和溫度,可能導致結構損壞;如果角度過小,則探測器可能無法有效減速,直接反彈回太空。因此,再入角度和速度的精確控制至關重要。

而整個過程中,返回器需要數次降低和上升高度,因此與大氣摩擦的劇烈程度會經曆幾次變大變小,導致返回器會經過幾次劇烈的升溫和降溫,需要具備強大的熱防護系統以保護內部設備不受高溫損害,通過一系列的滑躍段(彈道段和滑行段)來調整軌迹和減速,需要每一個滑躍段的控制都非常精准,探測器需要通過自主導航和制導系統,實時調整姿態和軌迹,以確保最終能准確到達預定的著陸地點。

預期嫦娥六號的著陸精度將非常高。嫦娥五號的時候,預定的著陸點坐標是北緯41.5度、東經109度,實際上實際著陸點坐標爲北緯41.299度、東經109.781度,偏差大約只有330米左右。這個偏差距離非常小,表明嫦娥五號任務在探測器返回地球大氣層並安全著陸時,導航和控制系統的精確性和可靠性都得到了有效驗證,嫦娥六號集成了嫦娥五號的經驗。

精准著陸對于樣本的快速取出和保護具有重要意義,減少了後續在大範圍區域內搜尋的時間和成本,科學家和工作人員能夠更快速地到達探測器的著陸點;探測器在著陸過程中受到的沖擊和振動較小,可以減少對樣本本身的影響,可以最大程度地保留樣本的原始特征和信息。一旦探測器完成著陸,科學家和工作人員能夠迅速展開後續的取樣、檢測和處理工作。這樣能夠最大化樣本在特定科學研究時段內的有效利用,加快科學發現和數據分析的進程。

月球競爭越來越激烈,不是我們要競爭,我們發展讓他們感受到了競爭

對于月球的探索,是我們國力、科技發展後的一種需求,我們需要在基礎學科繼續投入,也需要在高端技術上大量投入,我們總不能一直制造襯衫襪子吧。所以,我們理所當然地加大了對地外的探索,而這卻被歐美視爲是一種競爭的意願,美歐和中國都提出了月球建設基地的計劃,而目前空間站、月球基地建設已經被中美分爲兩部分:

我們在月球探索方面采取了漸進式的戰略,計劃在2030年左右建成一個月球南極的科學研究站,以實現長期駐留和科學實驗,與俄羅斯、巴基斯坦等12個國家有合作,通過共享技術和資源,共同推動月球基地建設的進展;而美國主要提出了阿爾忒彌斯計劃,最終目的也是建設月球基地,而目前已經有40來個國家加入了美國的計劃。

我們建設的空間站,原本是爲了彌補自己無太空科研基地,可國際空間站即將退役,又使得空間站的建設被分爲兩個計劃;美國要主導建設深空門戶等計劃,目的是在月球軌道建設空間站,以便載人登月。美國計劃與日本、歐洲空間局(ESA)等國際合作夥伴進行深入合作,共同開發月球資源和推動科學研究。

可以看到,與美國合作的主要是歐洲和日本,與我們合作的主要是俄羅斯、中東等地的國家。由于目前的世界發展,歐美日總體是要比這邊更發達的,擁有更多的資金、技術,對于建設月球基地比較有利,缺點是歐美日的研發制造成本比較高,即便如此我們仍不是他們在這些項目上的合作夥伴。我們有著制造成本低的優勢,建設的月球基地也將以我們爲主導。

中美在月球探索和空間站領域的活動逐漸形成了兩大計劃,這是源于各國在太空探索方面的戰略選擇,也反映了全球航天領域競爭加劇的現實。 未來中美在太空探索領域的競爭和合作將繼續發展,隨著技術的進步和國際合作的深化,可能會出現更多的共同項目和更廣泛的國際合作,以解決共同面臨的挑戰和推動人類探索的邊界。考慮到月背取樣返回,月球競賽已經被我們拔高了。

目前更重要的是科研平台的搭建,月球資源的開發還早得很

目前,太空探索中月球競爭的一個重要焦點是搭建科研平台和發射測試火箭技術,原因主要是月球資源開發尚屬遠期計劃,但各國正在積極探索搭建科研基地的可能性,以支持未來的長期駐留和科學實驗。科學實驗平台不僅有助于進一步理解月球的地質、氣象和資源情況,還爲未來探索和開發月球提供重要基礎。

發射火箭和飛船到月球軌道或表面的能力是月球科研平台建設的重要組成部分我們需要建造並發射更多的火箭,但目前人類面臨的技術和成本挑戰仍然很大。現有的火箭和飛船制造成本高,發射成本也昂貴,不斷地實踐活動,可以促進火箭技術的測試和發展,以降低發射成本、提高運載能力,爲未來的深空探索和月球任務做准備。

一些國家已經提出了小行星探測和捕獲計劃,旨在探索小行星的資源潛力,並爲未來的資源開發和太空工業奠定基礎,這些計劃通常放置在21世紀中段,考慮到技術和資源准備的必要性。我國也有類似的計劃,時間大概放在2040年前後,至于說現在,擺在眼前的,距離地球最近的天體月球就是一個非常好的供選擇的對象,實現不了月球登陸,就很難談月球資源開發。

選擇月背的一個好處是,月背位于月球表面遠離地球的一側,能夠有效屏蔽來自太陽的電磁輻射和帶電粒子(太陽風),減少了幹擾信號,對于地球和其他行星以及深空天體的觀測更加清晰和准確;同時沒有來自地球和其他衛星的人造電磁輻射幹擾,非常適合進行需要高靈敏度和精確度的科學實驗,如微波探測、低頻射電觀測等。

中美各有優勢和劣勢:美國有豐富的航天技術積累,擁有多年的太空探索和運載火箭發射經驗,像SpaceX這樣的私營企業在降低發射成本和提升發射頻率方面有顯著進展,推動了太空探索的商業化和創新,而且美國在國際航天合作方面有廣泛的網絡,可以通過合作共享資源和技術;

我們的優勢包括:大力支持航天發展,投資巨大,規劃了長期的、系統的航天計劃通常,注重技術積累和系統集成能力,目前在許多關鍵技術領域取得了顯著進展,如載人航天、月球探測等。我們需要通過國家資金支持和自主創新,追求長期發展和技術積累,力爭在太空探索中取得實質性成果和國際影響力。

登月對于普通人似乎很遙遠,技術如何轉化民用

我們可以去暢想未來,登月技術的發展可以推動太空旅遊的普及化,隨著技術成本的降低和可靠性的提高,未來可能會有更多人能夠承擔一次太空之旅,甚至可能是月球之旅;月球挖礦和資源開發技術的發展可能會導致對太空資源的更廣泛利用;登月所需的先進航天技術,例如重複使用的火箭、高效的推進系統和航天器設計,可以促進民用航天技術的發展。

登月任務通常涉及先進的科學研究和工程技術,如生命支持系統、環境探測、自主導航等領域的技術創新,它們可能會直接轉化到地球上的應用,例如改進的環境監測技術、新型的醫療設備和生命支持系統。

還有非常重要的一點是,登月這樣的龐大項目可以激發全球範圍尤其是青少年的興趣和熱情,特別是在科技教育和STEM(科學、技術、工程和數學)教育方面,這種激勵效應可以推動更多的學生和研究人員參與科學研究和工程開發,爲我們的航天事業發展儲備更多的人才,從而促進整個社會的科技進步。

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