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上升器已从月面顺利起飞,预测后续动作如何安排?

2020-12-04 08:53 作者:瀚海狼山  | 我要投稿



嫦娥5号在月面干净利落的完成取样和展示国Q以后,上升器就开动3000牛发动机迅速起飞了。3000牛发动机相当于300公斤多的净推力。瀚海狼山(匈奴狼山)不知道上升器的完全自重是多少,但是可以推测一下。整个嫦娥5号的4段组合体在越过地月引力平衡点时候的自重大约8.2吨到8.5吨。感觉在轨段比落月段体量要大一些;那么落月双组合在分离早期的重量至少应该有3.5吨到4吨之间;在轨部分由于还保留着最后脱离月球引力返回的燃料,因此估计总重在4.5吨左右。落月部分的两段在降落过程中,反推期间不断消耗大量燃料,到最终安全落月成功。那么剩下的燃料和器件的总重应该在2.5吨左右。落月后下降段的燃料已经大量消耗。而上升段的燃料还没开始消耗。那么判断上升段的全部外壳、设备、样本加燃料的全部自重,


应该在0.8吨到1吨之间。考虑到月面引力只有地球的六分之一,那么1吨的自重(这里质量也算重量),在月面只相当于167公斤左右。此时开动300公斤以上推力的发动机,那么瞬间推重比几乎是2倍。因此可见上升段的起飞速度极快。从现场画面来看,上升段应该先通过爆炸螺栓,炸开和下段的牢固连接,同时3000牛发动机开机,只用了不到3秒,感觉上升段就飞得不见影子了。这是人类的航天器在44年之后,又一次从月面起飞。而且有十分罕见的现场视频,确实相当了得!因为是真空中燃烧,只能看到上升段的3000牛发动机起飞时极少的火焰。拍摄视角当然是留在月面当发射架的嫦娥5号的固定下端。从镜头中可以看到留在嫦娥5号上的一个右侧物体非常明亮。这应该不是上等段的火焰,而很可能是上升段起飞时。


3000牛发动机对作为“发射架”的某段物件的烧蚀;更可能是表面的保温层在上升段飞走后,在阳光的强烈照耀下的强反射光;或者是强反射光和尾焰短暂烧蚀的混合带来的强光。在上升段顺利飞走后,就有了2个新话题。第一,就是留在现有位置的落月段,还会工作多长时间?是否和嫦娥4号一样工作数年的时间?第二个问题,就是起飞后的上升段今后需要逐步和在轨段并轨对接,交接取样样品。那么交接完成之后,又会干些什么呢?用评书里面的话说,花开两朵各表一枝。首先说留在固定位置的落月器的下段。本次取样,是以取样并安全返回为最终目的。因此主要的载荷是偏向取样后的上升段的。而作为落月器和落月以后当“发射架”的留守段,肯定比在月球背面当做长期空间天文台的嫦娥4号大大简化。没有装那么多的探测设备,恐怕长期供电和内部保温系统也没那么完善。在上升段顺利飞走后,估计不会像嫦娥4号和玉兔2号那样坚持几十个月昼和月夜的交替。也就是连续正常工作几年。


甚至据说为了节省重量,整个嫦娥5号落月段的姿态控制系统都安装在上升段上。而留在原地的发射架将不再有定位能力,应该继续工作几个月就完成全部历史任务,成为一座永远的月球地标和任务成功纪念碑了。而已经飞走的上升段,接下来的命运可能要精彩的多。嫦娥5号和当年的阿波罗飞船一样,都是采用了4器结构。落月和返回程序也基本一样。不过嫦娥5号的上升段有先进了一个维度的自主导航和对接结构外,注意还有一样东西也比阿波罗飞船的上升段先进很多。这就是其有再次起飞后才刚刚展开的较大的太阳帆板。这是阿波罗飞船的上升段所没有的。阿波罗飞船上升段完成了运载人员和样品与指挥舱重新对接后,就很快无动力抛弃在月球表面,进行了一次月震试验。而狼山个人预估嫦娥5号的上升段,在完成样品交接,和返回器一起飞行一周后,还会再互相脱离。




但应该不会直接抛弃坠毁在月面,而是会成为一颗长期绕月,比如环绕一到两年的月球观察卫星。现在月球上空已经没有长期运行的任何观测卫星。特别增加太阳帆板,显然有继续长期执行飞行观测任务的需要。如果还有剩余的燃料,不排除再次和嫦娥2号一样脱离月球轨道,安排和另外一个比较危险的,容易定期接近地球的小行星再进行一次千年约会,彻底看清这些危险的巨型小行星的真实面貌和体量。就像嫦娥2号首次看清图塔提斯小行星的真面貌一样。这个1吨左右的小月球卫星,将成为新兴大国发射的第二颗人造小行星。自从嫦娥1号之后,明显已经不希望任何还有动力和燃料的发射体,再次“坠毁”在月球表面。远远不如在太阳系中长期自由自在的飞行更有价值。


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