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在人類歷史的長河中,探索和征服無垠的宇宙一直是我們永恒的追求。而當我們抬頭仰望星空時,一顆神秘的天體在我們眼前閃耀著璀璨的光芒,它就是月球。自古以來,月亮一直是人類想象力的源泉和浪漫的象征,它引發了我們對未知的好奇心和對探索的渴望。
月球作為地球的近鄰,一直以來都是人類探索宇宙的重要目標之一。 它是夜空中最亮的天體,它的表面藏著無數的謎團等待著我們來解開。月球的起源、構成和演變一直是科學家們探索的焦點。
(資料圖)
1969年7月20日,尼爾·阿姆斯特朗邁著堅定的步伐,成為了第一個踏上月球的人類。 他的腳印永遠留在了月球上,成為了人類歷史上最偉大的里程碑之一。從那一刻起,人類開始了對月球的深入探索,每一次任務都帶來了新的發現和突破。 通過探測器和登月任務,人類已經揭開了一部分月球的面紗,但仍有許多未知的領域等待我們去探索。
隨著科技的發展,我國也逐漸具備了探索月球的能力,嫦娥計劃應運而生。嫦娥五號更是為我們帶回了月球樣本,然而細心的朋友會發現,原本雪白干凈的嫦娥五號返回艙卻被燒得幾乎面目全非,這是為啥呢?它在返回的路上到底經歷了什么?
人類的探月史可以追溯到20世紀中葉的太空競賽時期,這是美國與蘇聯之間為爭奪太空科技和軍事優勢而展開的競爭。 蘇聯在1957年成功發射了世界上第一顆人造衛星——斯普特尼克一號,這引發了美國對自身在太空領域的落后感和對國家安全的擔憂。 作為回應,美國政府決定加大太空探索的力度,并在1961年由時任總統約翰·F·肯尼迪提出了一個雄心勃勃的目標:在十年內將人類送上月球并安全返回,這就是著名的阿波羅計劃。
探月被美國人視為科學研究的一個重要方向。 月球是地球最近的天體之一,研究其起源、演化和構成有助于我們更好地理解地球和太陽系的形成過程。 通過收集和研究月球表面的樣本,科學家可以揭示地球和月球的共同之處和差異,進一步探索太陽系其他行星的特征。
當然,探月也具有國家間的政治和軍事意義。在冷戰時期,美國和蘇聯之間的太空競賽成為兩個超級大國之間的象征。 成功登月不僅象征著科技和工業實力的勝利,也意味著對軍事優勢的爭奪。 探月任務的成功對美國來說是一項重要的國家形象和聲譽的象征,可以加強國內的團結和自豪感。
美國在1969年至1972年期間進行了六次載人登月任務,分別是阿波羅11號、阿波羅12號、阿波羅14號、阿波羅15號、阿波羅16號和阿波羅17號。 這些任務共從月球上采集了約382公斤(842磅)的巖石和土壤樣本。這些樣本被帶回地球,并在NASA的約翰遜航天中心的月球樣本實驗室中進行了詳細的研究和分析。到了后期,美國為了結交各國曾把月壤當禮物,中美建交時期我國也曾獲得1克作為禮物。當時的許多研究都是在這1克月壤上做的文章,樣本雖少,卻引起了我國探月的熱情。
嫦娥探月工程的背景可以追溯到20世紀末和21世紀初,當時世界范圍內的太空探索正經歷著新一輪競爭。隨著美國、俄羅斯和歐洲等國家在太空領域取得突破性進展,我國決定加大對航天事業的投資和發展,以提升中國在國際航天領域的地位。
2004年,我國正式提出嫦娥探月工程加護,工程以我國古代傳說中的仙女嫦娥命名,象征著中國人民對太空探索的憧憬和追求。 嫦娥探月工程被分為三期進行,每一期都有特定的目標和任務。
截至2021年,嫦娥探月工程已經取得了多項重要成就。從2007年最早的嫦娥一號開始,我們獲得了一系列月球影像和科學數據,為后續任務提供了重要的參考和基礎。 2010年發射成功的嫦娥二號包括一個繞月探測器和一個月球著陸器,成功實現了繞月飛行和月球軟著陸。
2013年發射成功的嫦娥三號則包括一個繞月探測器和一個月球著陸器。 月球著陸器成功實現了軟著陸,并釋放了一輛名為"玉兔號"的月球車。 嫦娥三號任務還成功開展了一系列科學實驗和探測活動,為月球和地球科學研究提供了寶貴的數據和樣本。
此外,嫦娥四號任務于2019年成功實現了月球背面軟著陸,并成為人類歷史上首次在月球背面進行探測的任務。 嫦娥四號還攜帶了玉兔二號月球車,此前發射的玉兔號已經在2016年超額完成任務后停止工作。 玉兔二號的使用壽命比玉兔號更長,直到今年仍在月球上進行探,測工作當然最重要的還是嫦娥五號任務。
嫦娥五號任務于2020年11月24日成功發射。任務包括一個月球探測器和一個月球樣品返回艙。 探測器在月球表面進行著陸和采樣任務,采集了1731克的月球巖石和土壤樣本。 采樣完成后,月球樣品返回艙與月球探測器成功進行了自動交會對接,并將采集的樣本轉移至返回艙中。
隨后,嫦娥五號返回艙脫離月球軌道,執行了長時間的航天器在月球附近的飛行任務。在返回航程中,返回艙成功實施了樣品封存和保護措施,確保樣本的完整性和安全性 。最終,嫦娥五號返回艙于2020年12月17日成功著陸在內蒙古自治區的預定著陸場點,標志著中國成為繼美國和前蘇聯之后第三個成功實現月球樣品返回的國家。
不過人們看了返回艙之后,卻對它被燒焦的返回艙充滿了疑問,它到底經歷了什么?
返回艙在返回地球時會經歷高速進入大氣層的過程。 我們常說/s是第一宇宙速度,而嫦娥五號返回艙已經接近第二宇宙速度,達到了/s(第二宇宙速度為/s)。 這會導致摩擦產生高溫,使得返回艙外殼表面溫度劇增。為了應對這個問題,科學家們采取了燒蝕防熱的策略,使用耐燒材料制成的防熱層來吸收和燒蝕掉大部分的熱量,以保護內部結構和樣品的安全。 也就是說外層會有一層保護,我們看到的被燒焦的痕跡實際上就是保護層被燒掉留下的。
此外,"黑障"也是返回艙在返回過程中遇到的困難之一。在大氣層高程較為稠密的區域,溫度極高,分子發生電離形成自由電子和正離子集合體,導致返回艙周圍出現黑暗和電離現象。這會導致儀器失靈和與地面指揮中心的聯絡中斷,給著陸位置的定位帶來困難。 嫦娥五號返回艙也經歷了將近3分半鐘的黑障階段,這期間外殼仍在燃燒,內部則一片黑暗。
值得一提的是,載人航天飛船也會經歷這些困難。那時返回艙外部是高達幾千度的高溫,即使有科技的保證,想必人也是會害怕的。從這一點來看,也不得不佩服那些執行航天任務的宇航員們。
目前我國嫦娥探月工程已經處于第一階段——無人月球探測階段后期, 預計2024年將發射嫦娥六號,嫦娥六號將在月球背面著陸,并實現人類首次月背采樣任務。
據中國載人航天工程辦公室消息,我國將在2030年前邁入第二階段——實現載人登月任務。 該任務暫定為“嫦娥八號”任務,它將與嫦娥七號任務一起,組成國際月球科研站的基本型。我國正一步步實現嫦娥工程的最終目標——建立月球基地。
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