按照計劃,嫦娥七號探測器即將會登陸到月球南極地區(qū)。可能有一些網(wǎng)友好奇,探測器在登陸月球的時候,不會出現(xiàn)劇烈燃燒的情況,為什么美國獵戶座飛船從月球軌道返回地球時,卻要經(jīng)受接近3000℃高溫的灼燒呢?
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嫦娥七號探測器即將發(fā)射
嫦娥七號探測器的任務(wù)就是登陸月球南極地區(qū)去尋找水資源。可能有一些網(wǎng)友認(rèn)為和之前嫦娥五號、嫦娥六號探測器相比,嫦娥七號任務(wù)似乎沒有太多的亮點(diǎn)。因?yàn)檫@之前的嫦娥五號、嫦娥六號探測器都是去月球取樣返回地球的,其中嫦娥六號探測器是登陸月球背面去采集樣本。
嫦娥六號月背取樣返回地球的任務(wù)的順利完成,標(biāo)志著我國成為了世界上第一個實(shí)現(xiàn)月背取樣返回地球的國家。
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雖然嫦娥七號探測器不需要從月球取樣返回地球,但是這一次任務(wù)也有很多獨(dú)創(chuàng)的技術(shù)值得我們?nèi)リP(guān)注的。
首先,嫦娥七號探測器的主要任務(wù)是去月球表面尋找水。之前雖然我們?nèi)祟惏l(fā)射了很多載人飛船、探測器去探月,但是之前都沒有直接找到水,嫦娥七號探測器的著陸點(diǎn)位于月球南緯85度以上的南極-艾特肯盆地,科學(xué)家認(rèn)為在這里的一些陰影區(qū)域可能存在水冰物質(zhì)。
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如果嫦娥七號探測器成功在月球找到水,那我活將會成為全球第一個在月球找到水的國家。
為了順利完成這一次任務(wù),嫦娥七號探測器的設(shè)計也是非常有特色的,探測器采用了“四器一星”的組合模式,不僅有軌道器、中繼星,還有著陸器、巡視器,以及一個飛躍器。其中,飛躍器應(yīng)該是設(shè)計中最大的一個亮點(diǎn)了。
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有月球車可以在月球表面進(jìn)行巡視,而飛躍器則可以進(jìn)一步擴(kuò)大探測范圍,它可以進(jìn)入到那些永久陰影區(qū)域展開探測,在這些永久區(qū)域?qū)ふ宜镔|(zhì)。
如果我們真的能夠找到水冰物質(zhì),這對于我們來說,不僅僅意味著我們成為世界上第一個在月球找到水的國家,還具有深遠(yuǎn)的意義,甚至可能會讓我們?nèi)祟愄皆隆⑻剿饔钪嬗匈|(zhì)的飛躍。
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試想一下,如果月球沒有一丁點(diǎn)水,那這個星球的資源開發(fā)就面臨很大的困難。因?yàn)槲覀兒教靻T想要長期在月球上生存、工作,那就需要消耗掉大量物資,包括飲用水、食物、氧氣等。
從理論上來說,這些物資都是可以從地球運(yùn)輸?shù)皆虑虻模浅杀緯芨摺O衩绹@段時間實(shí)施的阿爾忒彌斯2號載人繞月飛行任務(wù)就花費(fèi)了幾十億美元,這還只是飛掠月球就返回地球。
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如果使用這樣的技術(shù)給月球補(bǔ)給水、食物這些物資,那探月的成本將會非常高。而成本飆升的情況下,就會導(dǎo)致我們航天員沒法長期在月球上工作。
在月球上找到水資源,那很多問題都會得到解決。我們可以在月球上直接開發(fā)這些水資源,這樣一來就不需要從地球運(yùn)輸水去月球了,可以大幅度降低成本。而且,在月球上實(shí)現(xiàn)水“自由”的情況下,航天員也可以有更多的水使用,而不像在近地軌道的空間站那樣非常節(jié)約每一滴水。
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有了水,很多問題都可以解決。像航天員在月球上生活、工作期間,時時刻刻都是需要呼吸氧氣的,電解水就可以得到氧氣和氫氣了。氧氣直接就能滿足航天員呼吸的需要,而氫氣則可以作為飛船、月球車、探測器的能量。
由于是登陸到月球表面,我們甚至有可能在月球上開發(fā)出一片田地來種植一些農(nóng)作物,而農(nóng)作物的灌溉也是需要水的。如果能夠?qū)崿F(xiàn)月球種植農(nóng)作物,那理論上我們也可以在月球上養(yǎng)殖一些家禽。
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這樣的話,水不僅可以解決飲用水、呼吸所需的氧氣,甚至可能在很大程度上解決航天員的日常食物來源。
登月為什么不會燃燒
可能有一些網(wǎng)友好奇,不管是探測器,還是飛船,在登陸月球的過程中,探測器、飛船都是直接登陸月球,不會像飛船、衛(wèi)星、探測器重返地球那樣劇烈燃燒起來。這是為什么呢?
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主要的原因就是月球沒有大氣層,地球有大氣層。
飛船、衛(wèi)星、探測器在環(huán)繞地球、月球飛行時,速度都是很快的,地球的第一宇宙速度要比月球的大很多,所以環(huán)繞地球飛行時,衛(wèi)星、飛船、探測器的速度也是要比環(huán)繞月球飛行時更快。
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在登陸地球或者登陸月球時,這些航天器都需要進(jìn)行減速,但是減速的方式有所差異。當(dāng)?shù)顷懺虑驎r,航天器需要全程使用自身的發(fā)動機(jī)進(jìn)行減速,然后懸停選擇一個平坦的地方進(jìn)行著陸。
在登陸地球這些有大氣層的星球時,航天器在進(jìn)入大氣層后,就會受到空氣阻力,速度會越來越慢,這是第一個減速過程。隨著飛行高度不斷下降,空氣阻力越來越大,航天器速度越來越小了,接下來還會進(jìn)行傘降,也就是打開面積巨大的降落傘進(jìn)一步減速,最后航天器還可能需要進(jìn)行最后的緩沖著陸。
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比如說像我們的神舟飛船返回艙在著陸瞬間,會使用反推發(fā)動機(jī)進(jìn)行緩沖著陸,而美國的“星際客機(jī)”飛船、我國的夢舟載人飛船使用氣囊緩沖著陸,美國的載人龍飛船、獵戶座飛船直接掉到大海進(jìn)行緩沖。
而在進(jìn)入大氣層的時候,由于速度實(shí)在是太快了,航天器前方的空氣被劇烈壓縮,溫度就會飆升到1000多℃,從月球返回地球的航天器外部溫度甚至接近3000℃高溫的灼燒。這就是為什么航天器從太空返回地球時會經(jīng)受高溫灼燒的原因,外部就像被熊熊大火包圍著,而在登陸月球時就不存在這樣的情況,因?yàn)樵虑驔]有大氣層。
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