去月球"挖土"!嫦娥五号或将更新月球历史
来源: 科技日报、新闻联播、中国青年报、科普中国、北京青年报
编辑: 陈可轩
2020-11-23 18:05:59
备受瞩目的年底航天大戏——嫦娥五号任务终于来了。据国家航天局介绍,嫦娥五号任务是中国探月工程第六次任务,将运送探月工程嫦娥五号探测器至地月转移轨道,实施我国首次地外天体采样返回任务。

嫦娥五号任务有望实现四个“首次”

按照计划,嫦娥五号有望实现中国航天史上的四个“首次”:首次在月球表面自动采样,首次从月面起飞,首次在38万公里外的月球轨道上进行无人交会对接,首次带着月壤以接近第二宇宙速度返回地球。

同时,嫦娥五号更具有“里程碑”式的工程意义。采样返回相比于之前的环绕(嫦娥一号二号)和着陆(嫦娥三号四号)任务,难度系数可以说是上了几个台阶——嫦娥五号的发射,意味着我国有望成为继美国、苏联之后,第三个实现月球采样返回的国家。>>详情


这次是去月球采矿的嫦娥姐姐 | 绘者:涡轮喷气蛋

升空在即!嫦娥五号或可更新月球历史

中国科学院国家天文台研究员郑永春认为,月壤是从月球固体岩石圈到太阳系空间的过渡带,包含着相关区域的大量信息。对月壤的研究不仅涉及月球本身,而且还包含太阳系空间物质和能量的重要信息。

相当于之前我们只在月球很有限的一部分区域内,找到了形成于一小段时间里的“化石记录”,却要用来定标整个月球45亿年历史,甚至还用来外推到其他类地行星。

这显然意味着,我们对月球的认识不管在空间上还是时间上,都是极其不全面的。而唯一的解决方法,就是重返月球,采集到更多来自不同地质背景,形成于不同历史时期的月球样品。>>详情

去月亮上挖土?对开发月球资源意义重大

除了科学成果,研究月球岩石对开发月球资源同样意义重大。全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩介绍,研究月球样品的重要成果之一,就是发现其中含有氦-3,这让科学家极为兴奋。

氦-3是世界公认高效、清洁、安全的核聚变发电燃料。据计算,100吨氦-3所能创造的能源,相当于全世界一年消耗的能源总量。氦-3在地球上的蕴藏量极少,全球已知且容易取用的只有500公斤左右,而早期探测结果表明,月球浅层的氦-3含量多达上百万吨,足够解决人类的能源之忧。实际上,随着人类对月球认识的加深,科学家发现月球氦-3的总储量很可能更多。>>详情

AI助力嫦娥五号铲取月壤

中国探月工程首任首席科学家欧阳自远曾介绍,嫦娥五号目前实现突破的核心技术包括:运载发射、地月转移、近月制动、环月飞行、月面下降、月面采样、月面上升、交会对接、环月等待、月地转移、轨道分离、再入回收12个部分。

科技日报记者了解到:嫦娥三号的实践证明,人工智能自主决策的方法能够做到探测器的四条腿安全地落在一个水平面上,安全着落。嫦娥四号又根据月球背面山多的特点做了调整,但都完成了视频获取月面数据、进行自主决策、选择落月点的任务。

为什么不拍个照片让地球上的人确定落在哪呢?“人来不及帮它判断。”欧阳自远解释:一张照片,传到地球需要1.3秒,收到后再花几秒钟判断“哦,这里不行,再找”,再次指令传给它又要1.3秒。

“到了月球以后,探测器会用电铲铲取土壤,另外自动打钻取岩芯。”欧阳自远说,嫦娥五号的采样方式是复合式的,搭载了深孔钻取式采样器和铲挖式复合功能采样器联合完成采样。>>详情

把月壤样品送回地球有绝招

“采样结束后,它还回不到地球。”欧阳自远说,它不可能在来到月球时就携带足够返回的燃料。

上升器将在月球表面进行首次月面起飞,但只能进行短距离的飞行。“只有一个办法,进入月球后,会有一条‘飞船’在月球空间等候跟它交会对接,并转移月壤。”欧阳自远说,它们的对接,将是“针尖”对“针尖”的对接,地球上根本无法提供数据和测控支持。

嫦娥五号采样之后的安排 | CAST/Spaceflight101

交会对接的过程需要依靠嫦娥五号自己来完成。嫦娥五号会有一个“大脑”和一双“眼睛”。测量敏感期像“眼睛”一样提供精确的信息,嫦娥五号的智能大脑将完成自主控制。

飞到地球上空之后呢,只把包裹着月球样品的返回舱扔回地球大气层就可以了。为了防止在再入地球大气层过程中温度过高,返回舱将经过一条精心计算的,类似“打水漂”一般的曲折路径回到地球表面。>>详情