嫦娥五号落后苏联月球16号50年?恰恰相反!

科技解析站 2020-12-18 19:52:07

12月17日,“嫦娥五号”返回舱成功在内蒙古着陆。一时间,世界各国都为之惊叹!然而一想到苏联早在1970年就实现月球表面无人取样返回的壮举,许多国人骄傲之余又深感技术差距太大,高达50年!

嫦娥五号月球无人取样全过程示意图

事实真的是这样吗?

实际上情况恰恰相反!这并非吹牛!

一、相比月球16号,“嫦娥五号”探测器月球无人取样效率高13倍!体现的是技术领先!

1970年9月24日,总质量达5.8吨的苏联“月球16号”探测器成功取到101克月球土壤样品并安全返回地球。我国的“嫦娥五号”探测器则取到2000克左右的月球土壤!两者取到的样品相差近20倍!考虑到“嫦娥五号”探测器总质量达到8.2吨,通过简单计算就可以得出“嫦娥五号”探测器效率比“月球16号”高13倍!

“嫦娥五号”月球探测器由轨道器、返回器、着陆器、上升器四部分组成

前苏联“月球16号”无人取样探测器由上升级和下降级两大部分组成。其中下降级是一个带有4条腿的锥状体,外部加装了燃料箱和降落雷达和着陆反冲引擎系统。相比之下,“嫦娥五号”探测器则复杂得多!“嫦娥五号”探测器由轨道器、着陆器、返回器、上升器四个部分组成。

这样做的好处是取样效率大大提升!

无人取样探测器的原理是设法在月球表面取样后装进返回器(舱),再设法将返回舱安全送回地球。中苏两种月球无人取样探测器实现方法则不一样。从科学角度看,“嫦娥五号”完胜苏联“月球16号”!

月球无人取样全过程分成四个过程:1、将探测器送入地月转移轨道。2、从环月轨道降落至月球表面。3、从月球表面加速至环月轨道。4、从环月轨道加速至月-地转移轨道,返回地球轨道。5、载入大气层返回地面。

第一个过程两款探测器效率没有本质区别,其余4个过程“嫦娥五号”探测器效率均高于苏联“月球16号”探测器。

前苏联“月球16号”探测器在月球表面起飞示意图

实际上,“月球16号”上升级相当于嫦娥五号上升器、返回器、轨道器三部分集合体!

1、软着陆到月球表面时,“嫦娥五号”上升器、返回器、着陆器集合体燃料消耗更少。

前苏联“月球16号”在实施月球软着陆的过程中相当于把“轨道器”也一并带到月球表面。轨道器主要用于给返回舱提供返回地球的燃料和动力。这部分质量可不小啊!这意味着“月球16号”软着陆过程中还要消耗大量额外燃料用于给“轨道器”减速。但实际上这部分带到月球是毫无用处的!

在这个过程中,相当于“嫦娥五号”节省了轨道器软着陆燃料消耗。

2、从月球表面加速至环月轨道过程中,“嫦娥五号”上升器、返回器集合体消耗燃料更少。

这个过程中,“月球16号”上升级相当于额外携带了不是有效载荷的“轨道器”部分,将这部分无用载荷再加速至最低环月轨道速度实现环月飞行同样要多消耗很多燃料。

在这个过程中,相当于“嫦娥五号”节省了轨道器加速至环月轨道的燃料消耗。

3、从环月轨道加速至地月转移轨道返回地球轨道的过程中,“嫦娥五号”抛掉了上升器,节省了这部分的燃料消耗。

在这个过程中,“月球16号”相当于额外携带上升器返回地球轨道,也要额外消耗燃料。

“嫦娥五号”探测器则采用上升器、返回器集合体和轨道器对接,转移轨道器后再将上升器分离出去,最大限度减少了无用质量。极大减少了燃料消耗。

在这个过程中,相当于“嫦娥五号”节省了将上升器送回地球轨道的燃料消耗。

4、“嫦娥五号”返回舱以“太空打水漂”降低了返回舱再入大气层时的烧蚀烈度,节省了大量用于抗烧蚀的防护措施,从而节省了大量防护重量!

硕大的前苏联“月球16号”返回舱仅带回101克月壤

据报道,由于苏联缺少“太空打水漂”技术,“月球16号”返回舱直接以11公里/秒的超高速“硬冲入”大气层,其表面最高温度高达10000℃高温!过载高达50G!这极大提升了抗烧蚀防护难度并需要大幅度增加结构强度,需要采取大量抗烧蚀措施并加大结构强度。相比“嫦娥五号”返回舱,这无形中为返回器抗烧蚀付出了更多用于防护和用于加强结构强度的重量。前苏联“月球16号”为防烧蚀,返回舱外面包裹着十分厚重的抗烧蚀材料,以至于硕大的返回舱仅能带回101克月壤,效率十分低下。

在这个过程中,“嫦娥五号”返回器相当于增大了有效载荷系数。假设两款探测器返回器(舱)总质量相同,则嫦娥五号返回器的有效载荷质量将大大超过苏联月球16号返回器!

二、嫦娥五号探测器可拓展性更加优越!

1、“嫦娥五号”俨然就是一个“缩小版载人登月探测器”!

据了解,阿波罗11号载人登月飞船由服务舱、指令舱、登月舱三部分组成,其中登月舱分为上升级和下降级。实际上“阿波罗11号”载人登月飞船也是由4部分组成,“嫦娥五号”和“阿波罗11号”组成部分及各部分功能高度相似。

特别要强调的一点是“嫦娥五号”返回舱再入大气层时采用“太空打水漂”技术,过载低很多,既降低了所需最低结构强度和抗烧蚀要求,又提升了适用性。由于过载更低,动物和人都可以承受。只需要加装生命支持系统就能变成载人返回舱。也就是说只需要将“嫦娥五号”探测器直接放大,将返回舱更换成载人返回舱即可变成载人登月探测器!

阿波罗11号

前苏联“月球16号”则由于返回舱再入大气层时过载远超人类承受极限,再加上效率太低,根本不适合直接放大改装成载人登月探测器。

2、“嫦娥五号”返回舱“太空打水漂”精准着陆,这项技术可极大提升导弹突防能力和打击效果!

据央视报道,12月17日凌晨1时13分,嫦娥五号返回器高速进入地球大气层,下降至预定高度后,返回器向上跃出大气层,到达最高点后开始滑行下降。之后,返回器再次进入大气层,实施二次气动减速。在降至距地面约10公里高度时,返回器打开降落伞。

嫦娥五号“打水漂”示意图

关于嫦娥五号返回舱着陆有多么精准,嫦娥五号任务着陆场区指挥部副指挥长张道昶是这么说的“:今天的任务是出色的完美,落点离理论落点就差了不到1.5公里,可以说是正中靶心,十环之内。”

“太空打水漂”技术本身弹道难以预测,而我国却能精准控制!这个难度相当高,美、俄目前均不具备这项技术!试想一下,“嫦娥五号”返回舱以11.2公里/秒的超高速再入大气层,可谓差之毫厘谬以千里!如此高速状态下,我国还能精准控制,可见我国的“太空打水漂”技术已经炉火纯青,领先全世界!

若将返回舱更换加装末段机动装置的导弹弹头,用于打击目标,一定能十分精准命中目标!由于速度很高,即使不装炸药,这种弹头威力也将远超现有导弹弹头。实际上我国东风17、东风26导弹也均已应用了这种“打水漂”技术,不仅射程成倍提高,威力也成倍增加!

3、“嫦娥五号”技术可用于火星无人取样返回!

火星和月球有三个不一样的地方。第一是火星有大气,月球没有。第二是火星重力加速度和地球差不多,比月球大几倍。第三是火星距离地球距离远大于地月距离。

这三点也直接导致火星取样返回难度远比月球取样返回大很多,但是两者并没有本质区别,“嫦娥五号”探测器的技术经过改进升级就能用于火星无人取样返回。

不可否认,前苏联能在1970年就率先实现月球无人取样返回,堪称空前壮举!然而从技术角度看,“嫦娥五号”探测器无疑已经全面超越前苏联“月球16号”探测器!此次任务“嫦娥五号”探测器不仅给我国取回2kg月壤,还顺带验证了系列先进技术,不仅能用于下一步载人登月和火星无人取样返回任务,还能用于提升导弹性能!可谓花小钱办大事,收获满满!

你怎么看呢?欢迎共同探讨。

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评论列表
  • 2020-12-19 11:57

    有些人就喜欢把时间差距算成技术差距

  • 2020-12-20 16:16

    解说的不错!

    科技解析站 回复:
    谢谢

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