月球上没有火箭和发射塔,嫦娥五号完成月球取壤后将如何返航呢?
我不是航天人,我试着说说题主提出的问题,行家可以看看我说的对不对。
一,没有火箭,嫦娥5号完成采集月壤后,如何返回中国
火箭是什么,火箭,实际上是一种提供动力的装置,这样的东西,月球上确实是没有。但是,嫦娥5号完成采集月壤任务后,月壤由“上升器”升空带回。上升器本身自带动力系统,即所谓“火箭”,在其返回月球轨道、以及“寻找”轨道器和对接的过程中,都需要上升器自带的火箭升空、加速、调整姿态等,最后完成对接。
当上升器接近轨道器时,由一个对撞式的抱爪机构将两者相连接,然后月壤转移到轨道器的返回舱。返回舱得到月壤后,在一个合适的位置脱离轨道器,以接近第二宇宙速度返回地球,在中国的内蒙古自治区的四子王旗草原上着陆。
二,月球上没有发射塔,嫦娥5号如何升空
我们首先要知道发射塔的作用是什么。
在我们的印象中,巨大的火箭“依靠”在发射塔上,当指挥员一声“点火”!火箭喷出烈焰,腾空而起。
其实,点火发射,和发射塔一点关系也没有。有关系,是在发射之前的准备工作上。如工作人员对于火箭起飞前的准备工作,需要从发射塔靠近火箭;火箭发射前的电力供应,也需要从发射塔提供;加注燃料等等,都离不开发射塔。一旦这些准备工作结束,火箭进入发射阶段,火箭就会彻底脱离发射塔,自己腾空而去。
而携带月壤的嫦娥5号上升器,该准备的一切在地球上早已经准备好,不需要发射塔为其提供任何东西,因此,在上升器升空的过程中,就不需要发射塔了。
月球上没有火箭和发射塔,在嫦娥5号完成月球取壤后,就是这样返回地球的。
月球上没有火箭和发射塔,嫦娥五号完成月球取壤后将如何返航呢?
回答的很多,似乎也很专业,但是都没说点子上,其时普通的吃瓜群众没有那么多天体物理学知识,很明显,提问者是在质疑,地面上火箭升空是个复杂而繁琐的过程,但是在月球上,没人操作指挥,着陆器怎么返回?
地面上起飞,即便是送一颗很小的试验卫星,也需要做大量的工作,而且需要二级火箭和助推火箭才能起飞,这就需要发射台和发射塔架来辅助完成这项复杂的起飞过程,参与的人员非常多,用时也很长。需要的燃料至少需要几十吨。可是月球上没有条件完成这么复杂的起飞准备,也没有那么充足的染料,更无法搭建辅助的发射塔台和塔架,返回舱是靠什么装置起飞离开月球的。
在地球上起飞,需要的推力非常巨大,这是因为地球的引力和巨大的空气阻力,你看到的巨大火箭其实大部分是动力部分,真正送入太空的部分很小,动力部分到达预定轨道,基本都被抛弃了。而月球上起飞就简单多了,因为月球的引力只有地球的1/6。因为引力小,无法维持大气层,月球上几乎没有空气,所以也不存在空气阻力。返回舱在月球上起飞与地球上完全是两个概念。返回部分很小,没有太多的功能部分,在只有地球1/6引力的月球起飞,在排除空气阻力的影响,根本不需要地球上那么庞大的推进系统,一二级火箭和助推火箭都合并成一个小小的推进器,只需要极少的燃料就可以把返回舱推离月球,而且很容易达到逃逸速度,进入预定轨道。剩下的就简单了,按照预定的程序,一步一步完成返回过程。另外为了克服风阻,地球上的火箭造的又细又长,顶端圆锥形,功能部还需要整流罩保护,所以需要发射台和发射塔架辅助,月球上没有空气阻力,什么形状都无所谓,不需要什么辅助设备。
提问者之所以有这个疑问,应该是把月球起飞过程想象的太过复杂了,没有把月球的引力和空气阻力变量考虑进去,误以为也要像地球上起飞那样,需要多级火箭和助推器才能起飞。
突发奇想,如果我在月球打弹弓,弹丸没有风阻,月球引力又那么小,打出个超音速应该没问题吧?(正常扁皮弹弓,地球上弹速可以达到90-100米/秒)
月球上没有火箭和发射塔,嫦娥五号完成月球取壤后将如何返航呢?
看惯了地球上的火箭发射,于是就形成火箭和发射塔缺一不可的先入为主认知,实际上火箭和发射塔只是一种腾空而起的方式,但不是唯一的方式。
我们吃瓜群众作为发射领域的局外人,即使查资料知道所谓的探测器有上升器这一装置,也是在云里雾里,还是不懂上升器的工作原理,所以回答这个问题,最好用现实中常见的事情说明,才能让更多的人容易接受。
我们最常见的腾空而起,那就是烟花了,其实上升器和烟花差不多,只不过烟花是把烟花包装留在发射的地方,而上升器则是把包装送起飞。
请想想用碗扣住待爆的爆竹,碗会随着爆竹的爆炸而腾空而起,其实上升器也就是这样,只是上升器里的燃料要比爆竹高能低耗的多的多,而且上升器里的燃料属于可控释放。
有人不理解没有发射塔,怎样保证上升方向,要知道现代飞行方向控制技术非常成熟,你家里就有很多无人操作的玩具,所以不要奇怪有木有发射塔怎样起飞了。
当然我们能把好奇心放在科技方面,是非常好的事,只要我们齐心合力,相信我们的的科技发展一定会加快速度,一定能成为科技强国,一定能率先成为宇宙遨游的先行者。
月球上没有火箭和发射塔,嫦娥五号完成月球取壤后将如何返航呢?
这个问题,在12月5号来看,已经没有什么疑问了,因为我们嫦娥五号的上升段已经与轨道舱进行了完美对接,正在返回途中。
嫦娥五号返回装置
长久以来困扰吃瓜群众的问题:“月球上没有发射塔,怎么返航呢?“ 看起来不用多解释了吧!
我们的上升段看起来方头方脑的,根本就没有普通火箭的样子,居然能起飞对接,让很多吃瓜群众感到不可思议。
回答这个问题,我们需要搞清楚,在地球上发射火箭,为什么要发射塔:
第一:CZ-5火箭的长度决定了需要扶持长征五号长度:56.97米
整流罩直径5.2米
下面有4个助推火箭,底部直径加起来也只有十几米,这样一个长长的物体,如果没有发射塔的扶持,风吹吹可等都要倒掉。
因为我们地球有厚重的大气层,必须考虑空气阻力,长条形的阻力相对最小。
有人说,在三垂运输的时候,不是没有发射塔保护的么?那是因为运输的时候,每分钟前进几米,轨道平整度相当高,关键是没有加注燃料,整体重心偏下部,下面有金属扣件固定着呢。且天气状况良好,不会在暴风天气垂直运输。
到了发射塔,开始自检或者加注燃料的时候,整个系统的受力状况改变了,燃料加注可不是给汽车加油,三分钟完成了,有时候会耗费一两天,天知道这时候会不会刮来大风,把火箭吹倒?
更多的时候,考虑的是地面振动,地球上无感地震每天会发生几千次,对人类个体来讲无所谓,甚至是感觉不到,可是对细长型的竖直装置来讲,这样的震动就是致命的,很可能被晃倒。
想想看,里面满是液氧、液氢或者其他符合燃料,摔在地面是什么场景?前苏联就发生过这样的事情,最后造成数十名航天专家在大火中报销。这是血与火的教训。
第二:发射塔的其他功能我们看到发射塔打开的状态,里面有很多管道和楼层,这些管道很多是用来给火箭加装燃料的,这些燃料很多都是低温压缩气体,比如液氧,这玩意需要保温。必要的时候,还要给火箭卸去燃料,难道要工人驾云梯爬上去安装管道不成?
同时,发射塔里面也有很多检测设备和数据通道,用来与火箭的各种传感器连接,火箭的结构部分发生轻微的振颤、重心偏移都会被传送到控制台,用来判断火箭整体状况。
此外,发射塔还是宇航员进入的通道,也是检测人员撤退的路径,总不至于火箭一出厂,宇航员就被安置在里边吧?通常是燃料加注完毕,各项检测通过,宇航员才会进入,这个时候距离发射可能只有两三个小时。
(想想看,航天飞机这样的非规则形状,没有发射塔,直接就垮掉了)
点火发射之后,火箭上升,发射塔的任务就完成了,火箭除非遇到重大撞击或者超强气流,一般会按照既定程序上升加速,一级加速、二级加速甚至与三级加速的,最后超过第一宇宙速度,开始环绕地球飞行。
在真空状态下,我们看到卫星也好、轨道器也好,什么形状都有,已经不是标准的圆锥体了,因为没有大气干扰,不需要形状规整了。
看看嫦娥五号这看起来还有火箭的样子么?与咱家的箱子一样摞在一起差不多吧,那是因为月球根本就没有大气层,上升阶段不会受到气流影响。月球的引力是地球的1/6,逃逸速度只有2.4Km/s,地球的是11.7Km/s,不可同日而语,需要的燃料不一样,外形也就大相径庭。
在月球,只要少许加速度就可以挣脱月球引力,不要考虑气动外形,方的、圆的、X型,都可以顺利起飞,只要火箭控制稍微调整一下即可。
知识无穷,多学习,才会解开疑惑。
月球上没有火箭和发射塔,嫦娥五号完成月球取壤后将如何返航呢?
月球没有发射平台,在完成任务之后,怎样才能够返回来呢?大家都知道它在完成取土任务以后,有两个预备过的机器实现完美的对接成功,把取来的月壤拿给小的机器,就完成了月壤的交接任务。这是第一步,第二步还是经过两次变轨,才能够回到地球轨道。地球上又还要尽快的装上返回舱,经过大气层才能返回地球。
月球上没有火箭和发射塔,嫦娥五号完成月球取壤后将如何返航呢?
既然现在月面上升器是个痛点,我们不妨换一个思路:下次载人探月,宇航员返回轨道时不要用火箭,用氢(轻)气球如何?!
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