为什么说23天返回的嫦娥5号,比8天的阿波罗11,还要先进?
很多关心探月任务的朋友发现了一个有趣的事实,官方公布的嫦娥五号任务是23天,而50多年前的阿波罗11号,发射时间是1969年7月16日,返回时间是1969年7月24日,总共历时才8天,这过了50年,我们的技术还不如半个世纪以前的阿波罗11号吗?
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运载阿波罗11号到月球的火箭,到底有多厉害?土星五号就是整个阿波罗计划中犹如超新星一样耀眼的存在,因为它实在是太强大了,下文简单来了解下它的参数,感受下当年阿波罗计划功勋火箭的风采!土星五号高度:110.6米,直径:10.1米,总质量:3039吨近地轨道运载能力:140吨单看这几个数据似乎有点不太够劲,毕竟只是一大堆数据,没有人能脑补出这些参数背后的意义!
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各位看看就知道了,土星五号的能力绝对是碾压现代所有大型运载火箭,几乎是运载能力最大的重型猎鹰的两倍!
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冯布劳恩在F1发动机旁土星五号变态的各级发动机土星五号一级火箭的总共有5台F1发动机,每台发动机的海平面推力为6770千牛,比冲为263秒,它工作时每秒要烧掉1789千克液氧,788千克没有,第一级火箭只工作150秒,能将火箭送至68千米的高空,达到2.76千米/秒!
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此后由二级火箭5台J2火箭发动机接力送往近地轨道,J2火箭发动机使用液氢液氧作为燃料,它工作300秒,将飞船送至170千米的高度,达到7千米/秒,最后三级火箭启动工作大约150秒,火箭进入距离地面191.2千米高度的待机轨道,速度达到7.75千米/秒!
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第一级火箭脱离最后在这条待机轨道上环绕大约2.5圈后的近地点上,三级火箭再次点火,燃烧大约300秒后,将接近48吨阿波罗飞船加速到地球逃逸速度11.2千米,直接送入地月转移轨道,飞船在3天后的7月19日就到达了这条轨道的顶点:月球,再减速被月球引力俘获,进入环月轨道等待着陆!
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从这些参数我们可以看到,阿波罗飞船从地球出发后几乎就没有停顿直接到达月球轨道,这是土星五号强大的运载能力背书的,可以说没有土星五号,就没有阿波罗登月计划!运载嫦娥五号的到风暴洋的胖五,真不如土星五号吗?嫦娥五号是从2020年11月24日凌晨4点30分用长征五号遥五运载火箭,从文昌航天发射场发射升空的,于2020年11月28日20时58分,在距离月球400千米处减速制动进入环月轨道,总共耗时大约4天半左右!
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和阿波罗11号相比,看来嫦娥五号确实要慢不少,但事实上我们必须要澄清一个事实,阿波罗11号在191.2千米的待机轨道上运行了2.5圈之后再出发,这个轨道上由于大气分子比较密集,并不是久留之地,后期的阿波罗15、16、17号待机轨道低至150千米,这个轨道停留的时间更短!
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为什么要设置待机轨道?就是准备出发月球前最后检查一下所有设备,没有问题就可以准备出发了,对于载人飞船,检查后立即出发,还有一个人员氧气与整个任务时间分配的问题,时间是比较敏感的,而对于无人探测则根本就没有这个问题,测试设备,各个测控点跟踪等等,所有测试全部通过后再在近地点点火,将轨道顶点拉至月球附近!
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所以尽管在网上我们查不到详细嫦娥五号在轨道上到底干了什么,但我们可以推测出它在这条轨道上停留时间是不少的,也没有使用火箭发动机多次在近地点加速,屡次抬升轨道,最终将轨道顶点靠近月球的方式(嫦娥一号和二号使用这种方式)。
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嫦娥一号探月之路这种将轨道逐渐抬升慢慢接近月球的方式可以大大节省燃料,也可以让运载火箭的技术水平降低,但对于长征五号火箭,它完全可以直接将嫦娥五号一次送入地月转移轨道,不过如果条件不足,无人探测器采用这种方式亦无不可,比如最著名的就是印度的曼加里安火星探测器,它在地球近地轨道上绕了好几个月,才最终进入地火转移轨道,人家用低成本实现火星探测,这可是一辈子吹牛的资本哈!
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