嫦娥五號按計劃今日返回地球,最令人期待的便是攜帶的2公斤月球土壤樣本。

目前有能力採取月球土壤樣本的國家從原有蘇聯和美國又增加了中國。

蘇聯在50年前進行了三次無人登月,共計帶回301克月球土壤樣本,而我國的嫦娥五號一次性可以帶回2公斤土壤樣本,這樣看來我們已經進步很多。

但要是知道美國在1969到1972年這四年間一共進行了6次載人登月,共計帶回月球土壤300多公斤,其中阿波羅17號一次性帶回月球土壤110公斤,況且這還是載人登月。

不僅需要承載航天員,還額外增加了100多公斤的月球土壤,這一切都得益於土星五號運載火箭。

按照嫦娥五號的真實的運載能力計算,可以遠不止帶回2公斤月壤樣本,攜帶10公斤月壤都是有可能的。但是考慮到無人操縱開採的難度,任務量與滿載量必須有較大的盈餘空間才穩妥。

登月返回艙每增加一公斤,其燃料就成倍增加。

我國探月工程科學家曾經計算過,以兩公斤月壤作爲輸入值去設計探測器,這個探測器就達到了8.2噸。如果我們要增加樣品的量,整個探測器很多指標都會增長,就會超過火箭的運載能力。

月球的質量和體積決定了月球表面的逃逸速度遠低於地球,大概是2.4km/s。所以嫦娥五號返回就不需要過多的燃料,這樣返回艙的體積就不需要過於龐大了,所以登月器從月球表面返回到月球軌道不需要發射架以穩定返回艙。

美國之所以可以一次性攜帶上百公斤的月球土壤,完全是因爲土星五號運載火箭的強大推力。

土星五號一次性可以運載3000多噸的物質,而長征五號起飛重量只有800多噸。這樣對比一下,其搭乘的嫦娥五號質量也就小很多,相對於阿波羅號飛船的45噸,嫦娥五號只有8.2噸。所以能攜帶的燃料就少很多,起飛重量也就少很多。

事實上,嫦娥五號即便可以攜帶10公斤月壤,但是風險就極其大,因爲嫦娥五號只能在月球表面停留48個小時,這其中還包括降落,起初參數設定,月球土壤分析,採樣,封裝,起飛等工作。無人操作採樣極費時間,所以也沒有太多時間留給採樣。2公里的採樣量不僅時間充裕,且起飛重量設定在安全值。

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