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美國用來執行阿爾忒彌斯2號載人繞月飛行任務的獵戶座飛船已經在4月2日成功發射升空了,按照計劃,這艘飛船將會飛往月球背面,完成繞月飛行任務后就返回地球,整個任務預計歷時大約10天時間。
看到美國的載人飛船奔向月球進行繞月飛行返回地球,可能有一些網友會把它和我們之前的嫦娥五號、嫦娥六號探測器去月球取樣返回地球的任務進行對比。
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獵戶座飛船從發射升空到返回地球,只需要10天時間,而嫦娥五號探測器從發射升空到返回地球需要23天時間,嫦娥六號探測器從發射升空到返回地球,更是需要53天時間。為什么這些探月任務的時間差異這么大?美國的只需要10天左右時間就返回地球了,我們的探測器最多需要53天時間,難道是我們技術比不上美國嗎?
其實不是的,我們的探測器探月來回需要的時間比這艘獵戶座飛船長一些其實也正常,因為這些飛船、探測器的任務要求完全就不一樣。這艘獵戶座飛船只是飛到月球背面就返回地球了,實際上也沒有真正環繞月球飛行,更沒有登陸月球。
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而我們的嫦娥五號、嫦娥六號探測器則需要登陸到月球表面,然后從月球表面采集樣本,再從月球表面起飛,最后再返回地球。其中嫦娥五號探測器是在月球正面進行采樣的,嫦娥六號探測器是在月球背面采樣的,耗時也會有所差異。
在4月2日發射升空的獵戶座飛船執行的是阿爾忒彌斯2號載人繞月飛行任務,是美國阿爾忒彌斯載人重返月球計劃的第二步。這一次飛行任務中,有來自美國、加拿大的4名宇航員參與飛行,也是第一次有女宇航員參與繞月飛行任務、第一次有非美國國籍的宇航員進行繞月飛行任務。
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按照計劃,這艘獵戶座飛船將會在第六天就飛掠月球,然后飛到月球背面后就開始返回地球,最后在地球的大海濺落。
這一次飛行任務的核心目標是“獵戶座”飛船的生命保障系統在深空環境中的可靠性,為后續真正實施載人登月任務鋪路。
這一次任務需要完整執行、飛船按照計劃順利完成繞月后返回地球,才算真正取得成功,如果飛行過程中遇到情況,或者繞月任務提前結束的話,那這一次任務就不算成功。
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而獵戶座飛船在發射升空沒多久就出現了一些小問題,比如說廁所出現了故障,宇航員可能需要使用塑料袋裝尿液了。然而為了能夠完成這一次繞月飛行任務,NASA方面并沒有讓獵戶座飛船提前結束任務返回地球的打算。
NASA局長賈里德·艾薩克曼表示,這一次飛行任務沒有提前結束的選項,這些宇航員必須在完成10天的繞月飛行任務后返回地球。
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從獵戶座載人繞月飛行任務的安排來看,飛船大致需要完成的事情就是發射升空、進入地月轉移軌道奔月,來到月球軌道后繞飛到月球背面,然后就返回地球了。從這些環節來看,整個飛行任務其實不是很復雜,都是在飛行,而且停留在月球的時間很短,繞到月球背面就返回地球了。所以,阿爾忒彌斯2號任務從發射升空到返回地球,就只需要大概10天時間。
從時間來看,我們的嫦娥六號探測器從發射升空到從月球帶著樣本回到地球,需要53天時間,確實是比美國的阿爾忒彌斯2號載人繞月飛行任務慢很多,但這不是技術問題導致的,而是嫦娥六號探測器的任務很特殊。
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嫦娥六號探測器要登陸到月球背面采集樣本,然后從月球背面起飛,再和軌道器、返回器組合體交會對接,最后才能返回地球。
這是我們人類歷史上第一個去月球背面采樣返回地球的探測器,難度是非常大的,在某些方面甚至比美國阿波羅載人登月的難度大得多。
因為月球被地球潮汐鎖定,所以月球背面永遠背向地球,也就是我們在地球表面是沒法直接看得到月球背面的,也沒法直接和在月球背面采樣、開展工作的探測器進行聯系。
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在嫦娥六號探測器發射升空之前,我們就提前發射了鵲橋二號中繼星,就是解決這一個月球潮汐鎖定帶來的問題的。
鵲橋二號中繼星充當信號中轉站,探測器的信號先傳給鵲橋二號,再由鵲橋二號中繼星轉發回地球。同樣的,地球的信號也是先傳給鵲橋二號中繼星,再由鵲橋二號中繼星轉發給嫦娥六號探測器。這個過程本身也需要一些時間。
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最關鍵的是,嫦娥六號探測器是世界上第一個去月球背面采樣的探測器,我們人類之前沒有從月球背面采樣,所以需要謹慎一些。
而且,就算有了中繼星的幫助,探測器可以和地面指揮中心實現通訊了,也不意味著探測器隨時可以進行登月了。因為整個任務受到的影響因素是非常多的,比如說月球表面的光照問題,探測器的飛行情況,中繼星的飛行位置,都會影響到著陸。
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實際上,嫦娥六號探測器從地球出發來到月球需要的時間其實不是很長,從發射升空到進入環月軌道,嫦娥六號探測器只飛行了差不多5天時間而已,只需要5天時間就來到月球了。這和獵戶座飛船抵達月球軌道所需的時間其實是差不多的。
而嫦娥六號探測器在進入環月軌道飛行后,就會開始環繞月球飛行,在這期間,探測器一直都是在軌等待登月的時間窗口,在合適的時間窗口登月,探測器才能登陸到預選的著陸點。
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在完成登月后,探測器需要在月球表面開展大約2天的工作,包括進行一系列的科學試驗、實驗,還要在月球上采集樣本。
完成樣本的采集工作后,探測器就會從月球表面起飛,繼續環繞月球飛行,在飛行過程中需要和軌道器、返回器組合體進行交會對接,并且移交月球樣本。
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完成樣本的轉移后,探測器就會帶著樣本從月球軌道加速返回地球,在預選著陸場進行著陸。而在返回地球的時候一樣需要等待離開月球的時間窗口的。
嫦娥六號探測器的任務要比獵戶座飛船繞月飛行復雜很多,不僅需要登月,還要在月球背面采樣、從月球背面起飛、月球軌道交會對接,最后才會返回地球。而由于月球背面永遠背向地球,所以,嫦娥六號探測器所有的這些操作都需要在中繼星“可見”的情況下開展,在等待中繼星、等待時間窗口的過程中,就需要不少時間了。
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嫦娥六號探測器去月球取樣返回地球的任務確實是耗時比較長,但這么復雜的任務我們都可以完成了,整個過程一氣呵成,沒有出現任何差錯,實際上就說明了我們的技術已經非常成熟、可靠。
相比之下,美國獵戶座飛船不需要登月,任務相對簡單很多。而且這一次飛行任務中,獵戶座飛船搭乘了4名宇航員,這些宇航員時時刻刻都需要消耗氧氣這些物資,所以需要快去快回。
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