阿波羅11號(hào),,登月時(shí)間:1969年7月20日協(xié)調(diào)世界時(shí)20:17:43 航天員:指令長(zhǎng)尼爾·阿姆斯特朗,、指令艙駕駛員邁克爾·科林斯,、登月艙駕駛員巴茲·奧爾德林 登陸地點(diǎn):月球正面寧?kù)o海南部 月表停留時(shí)間:21小時(shí)36分20秒 LRO衛(wèi)星阿波羅12號(hào)登月遺址成像 阿波羅12號(hào),,登月時(shí)間:1969年11月19日協(xié)調(diào)世界時(shí)06:54:35 航天員:指令長(zhǎng)皮特·康拉德、指令艙駕駛員阿爾弗萊德·沃爾登,、登月艙駕駛員詹姆斯·艾爾文 登陸地點(diǎn):月球正面風(fēng)暴洋南部 月表停留時(shí)間:31小時(shí)31分鐘11.6秒(上海電視臺(tái)對(duì)此次行動(dòng)進(jìn)行了錄播) LRO衛(wèi)星阿波羅14號(hào)登月遺址成像 阿波羅14號(hào),,登月時(shí)間:1971年2月5日協(xié)調(diào)世界時(shí)09:18:11 航天員:指令長(zhǎng)艾倫·謝潑德、指令艙駕駛員斯圖爾特·羅薩,、登月艙駕駛員艾德加·米切爾 登陸地點(diǎn):月球正面弗拉·毛羅高地 月表停留時(shí)間:33小時(shí)30分鐘29秒 LRO衛(wèi)星阿波羅15號(hào)登月遺址成像 阿波羅15號(hào),,登月時(shí)間:1971年7月30日協(xié)調(diào)世界時(shí)22:16:29 航天員:指令長(zhǎng)大衛(wèi)·斯科特、指令艙駕駛員阿爾弗萊德·沃爾登,、登月艙駕駛員詹姆斯·艾爾文 登陸地點(diǎn):月球正面雨海 月表停留時(shí)間:66小時(shí)54分鐘53.9秒 自此次任務(wù)開(kāi)始阿波羅月球車(chē)開(kāi)始加入進(jìn)來(lái),,從衛(wèi)星照片中可以很容易辨認(rèn)出月球車(chē)車(chē)轍。 LRO衛(wèi)星阿波羅16號(hào)登月遺址成像 阿波羅16號(hào),,登月時(shí)間:1972年4月21日協(xié)調(diào)世界時(shí)02:23:35 航天員:指令長(zhǎng)約翰·楊,、指令艙駕駛員肯·馬丁利、登月艙駕駛員查爾斯·杜克 登陸地點(diǎn):月球正面笛卡爾環(huán)形山 月表停留時(shí)間:71小時(shí)2分鐘13秒 LRO衛(wèi)星阿波羅17號(hào)登月遺址成像 阿波羅17號(hào),,登月時(shí)間:1972年12月11日協(xié)調(diào)世界時(shí)19:54:57 航天員:指令長(zhǎng)尤金·塞爾南,、指令艙駕駛員羅納德·埃萬(wàn)斯、登月艙駕駛員哈里森·施密特 登陸地點(diǎn):月球正面陶拉斯-利特羅山谷 月表停留時(shí)間:74小時(shí)59分鐘40秒 除了LRO衛(wèi)星,,我國(guó)嫦娥二號(hào)在距離月面100公里處使用CCD立體相機(jī)拍攝的阿波羅著陸區(qū)照片中,,也可識(shí)別出登月遺址。 LRO衛(wèi)星搭載的窄視場(chǎng)相機(jī) LRO衛(wèi)星之所以能夠?qū)Φ窃逻z址進(jìn)行成像工作,,有賴于該星搭載的LROC窄視場(chǎng)相機(jī),,它能夠提供5公里成像幅寬范圍內(nèi)0.5米級(jí)高分辨率遙感照片。 此類(lèi)相機(jī)對(duì)于我國(guó)而言也早已不是什么新鮮事物,,例如,,高景一號(hào)商業(yè)遙感衛(wèi)星搭載的高分相機(jī)比LRO成像分辨率還要高得多,,既然地球上的汽車(chē)都能辨識(shí),在月球自然也不在話下,。 高景一號(hào)在530公里高度對(duì)汽車(chē)目標(biāo)成像 月球還有相當(dāng)于地球更有利的成像條件,,首先是軌道高度更低,LRO衛(wèi)星可以在距離月面50公里高度成像,,即便將探測(cè)器壓低至15公里高度也沒(méi)有問(wèn)題,,對(duì)于地球而言低于150公里就面臨再入風(fēng)險(xiǎn)。再就是月球無(wú)大氣環(huán)境干擾,,地球則是相反,。 不少人質(zhì)疑,在人類(lèi)發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星僅11年后,,大洋彼岸的NASA憑什么就有載人登月技術(shù)實(shí)力,,這是對(duì)人類(lèi)初入宇宙歷史認(rèn)知的誤差。在那一時(shí)期不僅僅是載人登月,,還有水星,、金星、火星,、木星,、土星等天體都在那一時(shí)期實(shí)施了探測(cè)任務(wù)。 1960年10月10日嘗試發(fā)射的火星1A/B探測(cè)器(蘇聯(lián)) 包括飛向太陽(yáng)系邊際的旅行者2號(hào)也在阿波羅登月工程之后不久便發(fā)射升空,,這些都可以看作是人類(lèi)之于太空初出茅廬的好奇與沖動(dòng),,而且在那一時(shí)期太空除了用于國(guó)防用途,就只剩下展示科技成就的價(jià)值,。 LRO衛(wèi)星除了利用成像照片粉碎質(zhì)疑阿波羅造假言論,,也曾多次拍攝我國(guó)嫦娥登月器。本月初嫦娥五號(hào)著上組合體剛登陸月球不久,,LRO衛(wèi)星就過(guò)頂對(duì)其成像,,此前嫦娥三號(hào)、嫦娥四號(hào)也都曾被拍到,。 LRO衛(wèi)星對(duì)嫦娥五號(hào)成像 為什么巔峰高地要用這么長(zhǎng)的篇幅為阿波羅登月工程說(shuō)話,?因?yàn)?strong>大國(guó)自信無(wú)需建立在污蔑言論基礎(chǔ)之上,在新世紀(jì)太空競(jìng)賽中贏也要贏的堂堂正正,。 此前筆者曾發(fā)布《嫦娥五號(hào)反超阿波羅登月,,大言不慚還是言之鑿鑿?人類(lèi)進(jìn)步的必然》一文,,用翔實(shí)的事實(shí)證明嫦娥五號(hào)登月技術(shù)的先進(jìn)性,,那么前文所述二者落月痕跡差異的事實(shí)又怎么理解呢?我們可以從二者落月時(shí)序中感受時(shí)代的進(jìn)步。 嫦娥系列探測(cè)器登月時(shí)序 阿波羅登月艙與嫦娥五號(hào)著上組合體都是從距離月面15公里高度進(jìn)入主減速段行程,,此段行程反推發(fā)動(dòng)機(jī)將以接近最大推力工況運(yùn)行數(shù)分鐘,,當(dāng)?shù)竭_(dá)距離月面約3公里時(shí)二者都不約而同地選擇這一高度點(diǎn)作為正式著陸行程的起點(diǎn)高度。 進(jìn)入著陸行程后阿波羅登月艙與嫦娥五號(hào)著上組合體都將逐漸調(diào)整水平姿態(tài),,使得探測(cè)器垂直于月面,。 著陸段是整個(gè)登月任務(wù)中風(fēng)險(xiǎn)最高的階段,同時(shí)也是體現(xiàn)技術(shù)差異的階段,。 嫦娥五號(hào)配置的激光測(cè)速敏感器 嫦娥五號(hào)著上組合體應(yīng)用的導(dǎo)航手段更加豐富,,慣性導(dǎo)航測(cè)量單元、微波測(cè)距測(cè)速敏感器,、激光測(cè)距測(cè)速敏感器共同導(dǎo)引探測(cè)器始終處于正確的軌道之上,。 阿波羅登月艙只有微波測(cè)距測(cè)速裝置,且測(cè)量精度對(duì)比半個(gè)世紀(jì)后的當(dāng)下顯然有著數(shù)量級(jí)差距,,直到阿波羅14號(hào)才應(yīng)用第一代慣性導(dǎo)航測(cè)量裝置,。 阿波羅登月艙配置的早期著陸雷達(dá)(微波測(cè)距測(cè)速) 作為嫦娥探月工程的第三次登月任務(wù)嫦娥五號(hào)著上組合體在全球范圍內(nèi)率先應(yīng)用了激光測(cè)速敏感器,這是一種利用激光回波原理進(jìn)行測(cè)速的敏感器,。落月任務(wù)的再次成功標(biāo)志著該敏感器實(shí)現(xiàn)國(guó)際首次在地外天體軟著陸階段使用激光多普勒測(cè)速技術(shù)進(jìn)行三個(gè)正交方向速度測(cè)量,。 進(jìn)入著陸段初期嫦娥五號(hào)著上組合體使用光學(xué)敏感器進(jìn)行粗避障,遴選著陸區(qū),,而此時(shí)阿波羅飛船則是航天員人工選擇著陸區(qū),。 嫦娥系列配置的激光三維成像敏感器 進(jìn)入著陸段后嫦娥五號(hào)著上組合體與阿波羅登月艙都會(huì)調(diào)低主減速發(fā)動(dòng)機(jī)推力,,進(jìn)入緩速下降段,。 嫦娥五號(hào)著上組合體抵達(dá)距離月面100米高度時(shí)進(jìn)入懸停段,此一階段探測(cè)器啟用激光三維成像敏感器,,它可以在1秒時(shí)間內(nèi)獲取著陸區(qū)三維圖像,,并在2秒時(shí)間內(nèi)識(shí)別障礙物確定最終著陸點(diǎn)。 與之對(duì)比,,阿波羅11號(hào)登月艙則是在更低的2米高度懸停,,且懸停時(shí)間更長(zhǎng),這是為什么呢,? 因?yàn)樵旅婀庹辗瓷渎蚀?,航天員肉眼難以在更高的高度準(zhǔn)確識(shí)別障礙物,只能通過(guò)降低懸停高度的方法識(shí)別,,更低的高度也有更大的副作用,,那就是反推發(fā)動(dòng)機(jī)羽流吹拂月面產(chǎn)生的月塵會(huì)嚴(yán)重降低能見(jiàn)度,因此又不得不延長(zhǎng)懸停時(shí)間用于肉眼確定著陸點(diǎn),。 阿波羅11號(hào)下降級(jí)羽流吹起的大量月塵 嫦娥五號(hào)著上組合體在百米高度懸停,,月塵影響要小得多,加上激光三維成像敏感器有著遠(yuǎn)高于人眼的識(shí)別效率。 當(dāng)兩器(嫦娥五號(hào),、阿波羅登月艙)進(jìn)入著陸段末段行程時(shí)都要面臨最后的緩沖著陸難題,,此一階段要求發(fā)動(dòng)機(jī)能夠準(zhǔn)時(shí)關(guān)機(jī),否則殘余推力會(huì)帶來(lái)傾覆著陸器的風(fēng)險(xiǎn),。 前文提到阿波羅11號(hào)是著陸后關(guān)閉主發(fā)動(dòng)機(jī),,這與他們的設(shè)計(jì)初衷是相違背的,與當(dāng)時(shí)相對(duì)落后的關(guān)機(jī)敏感器配置有關(guān),。我們可以看到在阿波羅登月艙著陸足墊底部有延伸出來(lái)的桿狀裝置,,這其實(shí)是一種觸桿式敏感器,長(zhǎng)度約1.7米,,當(dāng)它接觸月面后會(huì)生成關(guān)機(jī)指令,。 著陸足墊底部配有觸桿敏感器 鑒于阿波羅11號(hào)長(zhǎng)時(shí)間懸停帶來(lái)的月塵視覺(jué)干擾,自阿波羅12號(hào)開(kāi)始登月艙就不再懸停,,且關(guān)機(jī)時(shí)間更早,,在距離月面1.5米高度時(shí)就關(guān)閉主發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)而以自由落體方式接觸月面(仍然無(wú)法剔除月塵視覺(jué)干擾)。 嫦娥五號(hào)應(yīng)用的則是非接觸式關(guān)機(jī)敏感器“伽馬關(guān)機(jī)敏感器”,,當(dāng)探測(cè)器降落至距離月面2米至3米高度時(shí)它可以接收回波信號(hào)進(jìn)而生成關(guān)機(jī)指令,。 嫦娥五號(hào)著上組合體配有非接觸式關(guān)機(jī)敏感器 自由落體仍將產(chǎn)生較大的重力勢(shì)能,嫦娥五號(hào)著上組合體選擇了與阿波羅登月艙相似的“四著陸腿+懸臂梁”著陸支架設(shè)計(jì),,不同的是,,基于技術(shù)的進(jìn)步嫦娥五號(hào)著陸腿應(yīng)用的緩沖材料性能更為優(yōu)異。 嫦娥五號(hào)主著陸腿緩沖器內(nèi)配置有鋁質(zhì)蜂窩緩沖材料,,著陸能量通過(guò)壓緊蜂窩結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn),,輔助緩沖器則應(yīng)用了具有世界領(lǐng)先水平的高效吸能合金拉桿,該拉桿具有優(yōu)異的拉伸性能,,1米長(zhǎng)拉桿最長(zhǎng)可以拉伸至2米,,通過(guò)拉伸運(yùn)動(dòng)吸收著陸緩沖能量。 高效吸能合金拉桿(圖為嫦娥四號(hào)) 基于時(shí)代的進(jìn)步嫦娥五號(hào)必然擁有一系列超越阿波羅飛船的系列先進(jìn)技術(shù),,巨大的時(shí)間差也意味著這種對(duì)比是勝之不武的,,然而嫦娥三號(hào)、四號(hào),、五號(hào)連續(xù)三次成功登月應(yīng)用的自主避障技術(shù)即便是放眼當(dāng)下的世界也仍然是唯一,。 我們看到大洋彼岸在過(guò)去數(shù)十年時(shí)間里一直是人類(lèi)探索宇宙的絕對(duì)主力,但這是建立在近百年積累的強(qiáng)大國(guó)力基礎(chǔ)上的實(shí)力外溢效應(yīng),,而實(shí)際上他們?cè)诿鎸?duì)技術(shù)難關(guān)時(shí)通常選擇的是逃避策略,。 氣囊著陸只適用于小型載荷 探路者號(hào)、勇氣號(hào),、機(jī)遇號(hào)三輛火星車(chē)使用氣囊著陸規(guī)避自主避障需求,,然而氣囊著陸大大限制了著陸重量,更大規(guī)模的好奇號(hào)與毅力號(hào)使用的是基于遙感圖像的相對(duì)導(dǎo)航手段,這仍然是逃避策略,。 本世紀(jì)初NASA也曾下大力氣開(kāi)發(fā)基于激光成像的自主避障技術(shù),,但隨著旨在載人重返月球的星座計(jì)劃下馬最終也是無(wú)疾而終。 就在他們走走停停的過(guò)程中我們迎來(lái)了一個(gè)又一個(gè)地外天體登陸技術(shù)的突破,,也正因?yàn)橛写思夹g(shù)基礎(chǔ),,我們才敢于在第一次獨(dú)立探火的天問(wèn)一號(hào)任務(wù)中就沖擊最高難度科目,一次發(fā)射實(shí)現(xiàn)對(duì)火星的“繞,、落,、巡”探測(cè)。 奔向火星途中的天問(wèn)一號(hào)(實(shí)拍) 嫦娥五號(hào)任務(wù)的完全勝利還將大大加速我國(guó)載人月球工程的發(fā)展進(jìn)程,,今年旨在服務(wù)載人登月工程的新一代載人飛船試驗(yàn)船已經(jīng)成功實(shí)施首飛任務(wù),,新型倒錐體大噸位返回艙成功經(jīng)受近3000攝氏度熱流燒蝕考驗(yàn),并以高速半彈道跳躍式軌道再入返回地球,,同時(shí)打出了10.8環(huán)的高精度落點(diǎn)成績(jī),,嫦娥五號(hào)返回艙也將應(yīng)用同款彈道再入返回地球。 全自主全自動(dòng)居于世界領(lǐng)先地位的登月控制技術(shù),、月地軌道返回技術(shù),,加上新一代載人飛船,在通往載人月球探測(cè)目標(biāo)的道路上我們已經(jīng)攻克大部分技術(shù)難關(guān),,服務(wù)載人月球探測(cè)的921新一代重型載人火箭也已經(jīng)駛?cè)肟燔?chē)道,。 921重型載人火箭箭體結(jié)構(gòu)試驗(yàn)件 YF-100K泵后擺液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)已實(shí)施多次長(zhǎng)程熱試車(chē),七機(jī)并聯(lián)輔以5米級(jí)直徑共底貯箱的高效傳力箭體已經(jīng)完成試制,,并通過(guò)載荷靜力試驗(yàn),,該型火箭可以將70噸載荷送往近地軌道,地月轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)力達(dá)25噸,。 921新一代重型載人火箭與大洋彼岸旨在服務(wù)重返月球計(jì)劃的SLS載人版火箭處于同一等級(jí),,太平洋兩岸目前都立足于兩枚重型火箭連射方案實(shí)現(xiàn)載人月球探測(cè)。 YF-100K泵后擺液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)試車(chē) 本月3日,,嫦娥五號(hào)上升器實(shí)施月面起飛任務(wù)之際,航天科技集團(tuán)董事長(zhǎng)吳燕生親臨現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)工作,,他當(dāng)即表態(tài)說(shuō)道,,中國(guó)人獨(dú)立自主完成載人登月、建立月球空間站,,甚至走向更為深遠(yuǎn)的太空將不再是夢(mèng),。 服務(wù)載人登月工程的新一代載人飛船試驗(yàn)船 放在20年前誰(shuí)也不會(huì)想到有一天我們可以如此毫無(wú)遮掩地提出載人登月,而從那時(shí)起我們的航天人也早已立下這一志愿,,在他們久久為功數(shù)十年后,,我國(guó)航天毫無(wú)疑問(wèn)將成為登臨航天技術(shù)巔峰高地的極少數(shù)玩家,而這一切離不開(kāi)每一位國(guó)人拼搏奮斗積累的強(qiáng)大國(guó)力。 |
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