嫦娥五號的意義
文章來源: 國華P2020-12-07 06:20:42

正在返回地球途中的大陸嫦娥五號登月飛船 (圖 Google Images),格外引人矚目,因為它在諸多方麵創造了第一。首先,CCTV直播了此次嫦娥五號登月飛船從發射到向月球軌道飛行的全部過程,包括裝在火箭上的攝像頭拍攝的畫麵。通常,大陸的媒體要等到確認火箭發射成功後才會播放發射錄像。直播顯示出大陸對本國太空計劃的信心。

這次嫦娥五號的登月之旅還創造了以下大陸第一:

第一次從月球采集樣品,並將其帶返地球 (圖 Knowablemag)。嫦娥五號飛船的首要任務,就是在月球表麵鑽取月球樣品,並在成功采集月球樣品後,由著陸器 (lunar lander) 和上升器 (ascender) 合作將獲取的采樣封裝保存在上升器攜帶的貯存器中。這時的上升器,仿如麵色姣好,身材窈窕,讓人充滿幻想的仙女,懷裏裝著一隻“繡球” (月麵采樣貯存器)。

第一次從月麵起飛。完成月麵采樣和封裝工作後,嫦娥五號上升器 (圖 ecns) 於月麵點火脫離著陸器起飛上升離開月麵,在經曆垂直上升、姿態調整和軌道射入三個階段後,進入環月軌道。雖然月麵的引力僅地麵的六分之一,但與地球相距甚遙且上麵沒有發射塔架,缺乏科技人員的現場維護,發射平台穩定性及朝向角度無法保證,使上升器點火起飛時候具有很大的不確定性。盡管如此,仙女般的上升器,渴望盡快見到日思夜想的郎君。於是她懷揣“繡球” (月麵采樣貯存器),地縱身一躍,跳離略覺鬆軟的月麵,毅然決然地向郎君所在的月軌方向飛去。

第一次在月球軌道上的交匯對接 (docking)。當載著月球樣品的上升器“芳影” 姍姍來遲的出現在月球軌道上時,一直在月軌上尋尋覓覓的郎君軌道器 (orbiter) 和返回器 (return spacecraft) 組合體喜出望外,以百米衝刺的速度緊追急趕地接近苦苦思念的“她”。 當雙方近在咫尺時,軌道器和返回器組合體果斷地張出自己的雙臂,將 “她”緊緊地擁抱在自己懷裏,並拿到了“她”的“繡球”。由此,軌道器和返回器組合體,通過遠程導引和近程自主控製,逐步靠近上升器,以抱爪 (holding claws) 的方式捕獲上升器,成功地與上升器在38萬千米以外的月球軌道上進行了無人交會對接,之後將樣品容器安全轉移至返回器中 (圖 China Daily)。

第一次攜帶月球樣品返回地球。人有悲歡離合,月有陰晴圓。這仙女與郎君雖然山盟海誓,可該來的總是會來。愛得死去活來的郎君,雖想要與心上人海枯石爛,可現在也得暫時離開她了。因為他必須要履行離開地球前立下軍令狀,返回地球,向父老鄉親匯報自己的工作。於是,嫦娥五號軌道器返回器組合體 (郎君) 12月6日12時35分與上升器 (仙女) 成功分離,進入環月等待階段,準備返回地球的最後一段行程 (圖 CGTN)。

軌道器返回器組合體從38萬公裏之外的月球飛往地球的過程中,以第二宇宙速度 (11.2公裏/每秒) 在地球大氣層“打水漂”,即先進入大氣層,依靠大氣層的升力跳出去,然後再次進入大氣層,通過這樣的一進一出,實現減速 (圖 知乎日報)。所以,軌道器返回器組合體在重返地球前需要一段環月休整階段,在等待最佳時間的同時養精蓄銳。否則一不小心,就有可能像流星般消逝在天際。

嫦娥五號是人類第一艏在月球近端的火山平原呂姆克山 (Mons Rümker) (圖 知乎日報) 著陸的登月飛船。呂姆克山是以德國天文學家卡爾·呂姆克 (Karl Rümker 1788-1862) 的名字命名的“風暴海洋”中的火山區,在嫦娥五號前這個區域從未接待過來自地球的客人。由於這個月點估測有12億年的曆史,比美國阿波羅和前蘇聯月球著陸器的著月點要年輕許多 (30億年以上),故對該地存在大約13億至20億年前的玄武岩的研究,將有助於推進對月球火山活動和演化曆史的認識。此前美、前蘇獲取月壤樣品的研究表明,月球上的火山活動在35億年前達到頂峰,然後減弱並停止。但對月球表麵的觀測發現,某些區域可能含有最近10至20億年前才形成的火山熔岩,這與嫦娥五號著陸地區的年齡相仿。對嫦娥五號采回樣品的研究,或將改寫月球的曆史。

大陸的嫦娥五號登月之旅也是一次國際合作實踐。歐洲空間局通過法屬圭亞那 (Guyane) 的庫魯站 (Centre Spatial Guyanais) 對嫦娥五號任務發射和著陸階段進行跟蹤,同時在整個任務期間作為中國地麵站的備份單位隨時待命 (圖 網易)。來自庫魯站的數據有助於大陸的任務控製小組確定嫦娥五號發射後的軌道運行狀態。當嫦娥五號進入著陸階段時,歐洲空間局位於加納利群島 (西班牙語Islas Canarias) 的馬斯帕拉馬斯站提供支持並進行跟蹤工作。

有關嫦娥五號登月之旅的新聞現在比比皆是,包括其開創的許多“第一”。客觀的講,除去即將在軌道器返回器組合體重返大氣層時予以驗證的“打水漂”外,嫦娥五號登月之旅的其它活動,均係重複美國在50多年前,前蘇聯在40多年前早已做過的事。所以,大陸要在航天領域趕上美國,和俄羅斯 (繼承了前蘇聯包括航天在內的一切),依然“路漫漫其修遠兮”,任重道遠。

參考資料

Clark, S. (2020). China’s Chang’e 5 sample return craft takes off from the moon. SPACEFLIGHGT NOW. 鏈接 https://spaceflightnow.com/2020/12/03/chinas-change-5-sample-return-craft-takes-off-from-the-moon/

 

The European Space Agency. (2020). ESA Tracks Moon Mission. 鏈接 https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2020/11/ESA_tracks_Chang_e-5_Moon_mission

The Guardian. (2020). Chang'e-5: China's unmanned moon probe delivers samples to orbiting spacecraft. 鏈接 https://www.theguardian.com/science/2020/dec/06/change-5-chinas-unmanned-moon-probe-delivers-samples-to-orbiting-space-craft

Lyons, K. (2020). China’s Chang’e 5 completes docking mission on its way back to Earth. THE VERGE.  鏈接 https://www.theverge.com/2020/12/5/22156311/china-change-5-docking-mission-moon-lunar-samples

Myers, S. L. and Chang, K. (2020). China Lands Chang’e-5 Spacecraft on Moon to Gather Lunar Rocks and Soil. The New York Times. 鏈接 https://www.nytimes.com/2020/12/01/science/china-moon-landing.html?_ga=2.104207360.1616672357.1607264043-865380023.1592242576

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SCMP Editorial. (2020). China moon mission can open door to global space cooperation. South China Morning Post. 鏈接 https://www.scmp.com/comment/opinion/article/3112794/china-moon-mission-can-open-door-global-space-cooperation

Wiki. (2020). Chang'e 5. 鏈接 https://en.wikipedia.org/wiki/Chang%27e_5