到家了!嫦娥六号53天奔波,满载“成果”回归地球,中国人独一份

2024年06月25日13:52:06 科学 1569

到家了!从火箭发射到月球采样,再到月面起飞返回地球,嫦娥六号经历了53天的奔波,满载着成果——月球表面样本回到地球,这将是人类第一次获得月球背面的样本,其中经历了很多的困难,这是我们的荣耀,也是我们为人类做的贡献。

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这一路走来并不容易,要知道对于我们欧美可是防备着的,以前我们想参与空间站的建设都不被允许,所以我们实在自力更生的情况下,一步步“手搓”火箭,也许部分环节还存在落后的情况,但整体上中国航天已经是世界第一梯队,即便是美国也不能忽视中国在月球探索领域的成就。月背着陆,是人类的第二次,第一次是嫦娥四号,月背样本却是历史第一份。

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打水漂返回,跳跃式滑跃降落地面。嫦娥五号的时候,我们就是采用这样的方式返回,使得着陆的地点十分精确,最终的实际着陆点与预判的着陆点之间只有300多米,而精准的着陆离不开严密的控制技术,甚至对近地的风速也有实时的探测,快速回收样本能保证保留更多的月球原本的信息:

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嫦娥六号需要经历多少困难才能返回地球

嫦娥六号的返回过程非常复杂,涉及多个技术环节,其中包括穿越黑障、部署降落伞、地面搜救以及精准着陆等。黑障是指返回舱在重返地球大气层时,由于与大气层的剧烈摩擦,表面温度骤然升高,导致周围空气电离,形成一层等离子体。这层等离子体会屏蔽无线电波,使地面无法与返回舱通信。这段时间通常持续几分钟,期间返回舱需要依靠自主导航和预设程序来确保安全。

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半弹道式滑跃返回是一种复杂的再入技术,返回器在进入大气层后,通过控制其姿态,使其在大气层内进行多次滑跃,通过多次大气层内的滑跃和再入,逐渐降低返回器的速度并减少热负荷,分散再入过程中的高温和过载,最终实现安全着陆。为了应对数次摩擦升温与降温,返回器需要具备先进的隔热技术,包括:

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返回器表面覆盖有高效的热防护材料,通常是烧蚀材料(如烧蚀树脂或碳基材料),它们在高温下会烧蚀,带走热量,从而保护返回器内部;内部设备和样本需要多层隔热保护,包括反射层和导热层,以最大限度地减少热量传导;一些返回器还可能配备主动冷却系统,通过冷却液循环带走热量,进一步保护内部设备。

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在距离地面10公里的时候,嫦娥六号将打开降落伞,可不要小瞧降落伞的技术,欧空局就是没有搞定这个技术,以至于欧空局自己还没有实现火星着陆,嫦娥六号在返回地球时会使用多个降落伞来减速并确保安全着陆,在返回舱进入大气层后首先打开引导伞,引导舱体并初步减速,然后是减速伞进一步降低返回舱的速度;最后在在较低高度打开主伞,大幅度减速,确保返回舱安全、平稳地着陆。

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半弹道式滑跃返回过程中会经历高温高速,导致飞船表面形成等离子鞘,地面与飞船的通信中断,飞船需要依靠自主控制系统来保持正确的姿态和轨迹,利用陀螺仪和加速度计等惯性测量单元,飞船能够实时计算自身的位置、速度和姿态;在进入黑障之前,飞船会预先加载一系列自主操作指令,确保在通信中断期间能够按照预定计划进行姿态调整和轨迹修正。


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为了在等离子鞘期间保持通信,在飞船的表面和通信天线设计中使用特殊的透波材料,减小等离子鞘对电磁波的屏蔽作用,利用低频无线电波(如VHF和UHF波段)比高频无线电波更容易穿透等离子鞘,因此可以在一定程度上保持通信;利用中继卫星,在飞船和地面站之间传递信号,从而绕过等离子鞘影响的通信路径。通过优化天线设计和多路径通信技术,增大通信成功的概率。

精准着陆的意义是什么,地面搜救部队根据什么信息判断着陆点

精准着陆对整个任务的成功至关重要,可以确保返回舱降落在预定区域,确保回收工作的顺利进行;节省时间,保证样本和设备的安全;样本的快速、安全回收对于后续的科学研究至关重要,能够最大限度地保留样本的原始状态。这可以使得我们最大程度地了解月球样本一些原有的信息,在样本被取出后,它们可能受到地球大气、水汽的影响,进而影响科研结果。

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地面搜救部队需要根据多种信息来判断返回舱的着陆点,在返回过程中,地面控制中心会根据返回舱的实时位置、速度、姿态等数据进行轨迹预测,通过返回舱的全球定位系统(GPS)和其他导航设备,持续发送位置信息,帮助地面控制中心精确定位返回舱的位置;返回舱在接近地面时会激活无线电信标,向地面发送信号;地面监控站和测控船舶通过雷达和光学设备实时跟踪返回舱的运动轨迹。

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嫦娥六号着陆的月球区域是艾肯盆地,这是以往人类探测中所认为的月球最古老的陨石坑,这里的地壳很薄,因为撞击和曾经的月球火山喷发,地表中蕴藏着月球最为古老的信息。月球样本的原始信息能够帮助科学家分析月球样本的矿物组成、化学成分和同位素比例,研究人员可以推测月球的形成时间、演化历史以及与地球之间的关系。

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嫦娥六号的精准落月和样本返回任务展示了中国在航天技术领域的进步,特别是在月球探测和采样技术方面的能力,有助于提升国家的航天技术水平,还为未来更复杂的深空探测任务(如火星和其他行星的探测)积累宝贵的经验,未来还会开放样本的申请,全球科学家的共同努力,可以最大限度地发挥这些样本的科学价值,共同推动对月球和太阳系的认识。

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嫦娥六号样本的申请流程和机制预计将类似于嫦娥五号,由中国国家航天局(CNSA)和中国科学院国家天文台管理,CNSA会发布申请通知,邀请国内外科研机构和科学家提交样本研究申请;申请者需要提交详细的研究计划,包括研究目的、方法、预期结果和对样本的具体需求;由专家委员根据科学价值、技术可行性和样本需求合理性等因素进行评估;评审通过后,申请者将获得样本。基本上就是我们说了算,我们觉得有意义合作的才会给。

长征十号发动机,已经完成测试,载人登月更进一步

中国载人登月计划正在稳步推进,目标是在2030年前实现载人登月,并建立一个长期的月球科研站,而长征十号火箭的开发是中国载人登月计划的重要一环,其发动机已经实现了三发动机联动,这标志着我们在火箭推进技术上取得了重大突破。

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在未来数年内完成长征十号火箭的制造,确保其具备足够的推力和可靠性;进行火箭和飞船的整体整理和整备,包括各个系统的集成与测试,确保发射任务的顺利进行;在载人飞行之前进行无人试飞,验证火箭和飞船各系统的性能和安全性;在无人试飞成功后,进行载人试飞,进一步测试系统的安全性和可靠性,为最终的载人登月做好准备;可能还需要进行月球轨道飞行任务,测试进入和返回月球轨道的技术,积累相关经验。

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中国月球科研站,已经获得了不少国家的支持,目前已经与俄罗斯达成合作,并吸引了12个国家加入这一计划;通过与参与国家建立合作框架,共同制定科研站的建设和运营计划,分工协作,资源共享,进而在探月技术、资源利用、月球环境研究等方面进行技术共享和合作,吸引全球的科学家参与月球科研站的建设和研究工作,促进科学发现和技术创新。

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嫦娥六号任务的技术创新,包括逆行轨道设计

逆行轨道是指飞行器绕行天体时,其运动方向与天体自转方向相反的轨道。月球自转方向带动了一部分尘埃在同向移动,逆行轨道可以避开这些尘埃,减少对探测器的影响,有助于探测器获得更稳定的观测环境,避免同向轨道可能带来的高动能尘埃冲击,从而提高观测数据的质量,还可以提供与顺行轨道不同的观测视角,有助于获取更多样化的数据。

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逆行轨道的设计和实施比顺行轨道更为复杂,需要更高的精度和控制能力,在入轨的时候需要更多的燃料进行轨道调整和维持,增加任务的技术难度和成本;相应地,探测器的通信和导航控制也需要进行特殊设计和调整,以确保任务的顺利进行。嫦娥六号飞行期间的所有参数数据都会被记录,将作为未来项目的依据。

可以说,嫦娥六号成果累累,不仅仅是一点点月壤而已,它锻炼了我们的技术研发能力,锻炼了深空探测的整理整备能力等等,未来我们将对人类创造更多的贡献。

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