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嫦娥五号证明了美国阿波罗登月的真实性

时间:2020-12-17 15:11:21 浏览量:
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目前,嫦娥五号的轨道器和返回器组合体携带此前采集的月壤样品,正在月球轨道环月等待,寻找合适时机返回地球,这次,嫦娥五号可以说是中国有史以来最为复杂的航天任务,它也是1976年苏联月球24号探测器以后,人类时隔44年携带,又有探测器携带月壤回到地球。

中国嫦娥五号的月球任务的成功,也证明了阿波罗登月的真实性,为什么会这样说呢?

嫦娥五号证明了美国阿波罗登月的真实性嫦娥五号证明了美国阿波罗登月的真实性

嫦娥五号其实是载人登月的1次技术验证

1961年4月12日莫斯科时间上午9时07分,加加林乘坐东方1号宇宙飞船从拜科努尔发射场起航,在最大高度为301公里的轨道上绕地球一周,历时1小时48分钟,于上午10时55分安全返回,完成了世界上首次载人宇宙飞行。苏联载人航天的成功,刺激了美国,美国决定抢先一步登陆月球,这就是阿波罗登月计划的由来。

确定了计划之后,首先要确定的是登月方案。经过长时间考虑,确定了三种方案,第一种是用大型火箭直接把飞船发射至月球轨道的“直接登月法";第二种是飞船分段送入地球轨道,再逐一对接后飞向月球的“ 地球轨道交会法”;第三种是将飞船送入地球轨道,并推向月球的“月球轨道交会法"。第一种方案所需技术简单方便,容易控制,但需昂贵复杂的特大功率火箭。第二种方案虽不需大型火箭,但总发射费用并不低,而且交会次数过多,不易控制。

第三种方案为NASA工程师约翰·霍博特所提出。霍博特设想用大型火箭把载有3名航天员的飞船送入地球轨道,火箭脱离后,飞船依靠惯性飞入月球轨道。2名航天员员进入登月舱,然后脱离飞船指令舱。登月舱用制动火箭减速在月面降落。返回时启动登月舱的上升发动机,与飞船指令舱会合,宇航员返入指令舱后便抛弃登月舱,开动指令舱火箭,脱离月球轨道而进入地球轨道。再入大气层时,将指令舱后的服务舱抛弃,仅剩指令舱溅落在太平洋上。

最终因为技术原因,美国虽然采用了“月球轨道交会法”,但服务舱/指令舱组合体与登月舱/上升级组合体在地面不对接,在阿波罗登月中,阿波罗飞船的服务舱-指令舱组合体在发射后需要先在近地轨道和登月舱对接。而登月完成后,登月舱的上升级从月面发射进入月球轨道之后还要再和服务舱-指令舱在月球轨道上对接。

中国则完全采用的是第三种方案,阿波罗飞船有服务舱、指令舱、下降级、上升级,可以分别对应嫦娥五号的轨道器、返回器、着陆器、上升器。而且嫦娥五号在地面发射的时候就是合体状态。

除此之外,过程和阿波罗登月并没有两样,同样的软着陆月球后返回、同样的离开月球表面后与正在绕月轨道上运行着的返回器进行对接、同样是第二宇宙速度再入地球大气层。

可以说,嫦娥五号的成功证明了阿波罗登月方案的正确性以及可操作性,也证明了阿波罗登月的真实性。

另外,嫦娥五号发回来的照片也更加证实了阿波罗登月的真实性,那就是月球土壤的照片,无论是阿波罗飞船还是嫦娥五号,月球土壤的特征都是类似“完整平滑”雪地的感觉,而实际上,那都是由尘土堆积起的一层尘土壳。之所以会看起来很平整,是因为月表没有空气流动,沉积在月球表面的尘土层甚至10万年都不会产生变化。

为什么美国不再登月?

美国不再登月,是因为美国没有如此大的资金和人力去支撑如此低效率、低可靠性的阿波罗登月计划,美国阿波罗持续10年,每年消耗了2.5%的GDP。放到现在相当于每年5000亿美元,坚持10年。也就是每年造40艘福特号航母,连续造10年。

阿波罗登月计划先后有120所高校,20 000多家工厂,400多万人参与了这项活动,可以说是整个航天史上历时最长,规模最大,投资最多,也最富传奇性的一次太空探险行动。

而现在美国机构臃肿,人浮于事,阿波罗时代美国可以召集全球最顶级的科学家,现在不行,那些因为阿波罗计划而诞生的航天公司、航天中心,,比如阿拉巴马州的马歇尔太空飞行中心、密西西比州的斯坦尼斯航天中心,以及路易斯安那州的米丘德装配工厂,他们都习惯于拿到这些工作和合同,既没有太多的竞争,也不急于交付。一旦召集新的科学家加入,也就意味着有大量岗位要下岗。

阿波罗之后,不论是航天飞机还是国际空间站,NASA使用的仍然是同一批承包商

正如蓝色起源公司创始人杰夫‧贝索斯(Jeff Bezos)所说,这种心态保住了经济,却让NASA难以实现长期目标。“现在,你的目标不是让一个男人或者一个女人登上月球,而是要在让这个女人登上月球的同时,保住我选区里的N个工作岗位。”

NASA斯兰格洛也宣称,NASA之所以未能达成任何可以跟阿波罗相提并论的载人航天里程碑,这些组织问题可能是最主要的原因之一。

“人们将技术视作是唯一缺失的拼图,但在许多情况下,缺失的其实是管理技术的方式,是管理合同的方式,还有设置计划的方法。这些事情也需要有所创新才行。”

因为机构臃肿人浮于事,再加上没有钱,所以美国再也造不出阿波罗,再加上早期的月球探测活动是粗放的、代价巨大的、风险极高的,都是不可靠的。

土星五号完全是堆上去的,土星五号的第一级的F-1至今是世界上单室推力最大的液体发动机(680吨),然而发动机的性能却并不高,烧室室压不到10,对提高性能不利,燃气发生器循环发动机室压普遍低。

因为发动机的重量,土星五号总重量就达到了 2 9 8 3 吨,但发动机效率又不高,所以如此大重量运载能力还是比较低,月球轨道运载能力仅45吨,这也导致美国需要服务舱/指令舱组合体与登月舱/上升级组合体分开发射上去的原因。

所以美国为什么不再造土星五号,因为技术已经过时,利用价值低,美国的阿波罗飞船的可靠性很低,当时阿波罗飞船所采用的很多技术非常冒险,很多的结构系数选值非常低,如果现在客观的评估的话,据说可靠性的评估到不了50%。

飞船的舱内没有显示器,你找不到哪怕任何一块显示图像的屏幕,除了小小的观察窗和指示姿态的陀螺仪,其它就是大大小小密密麻麻一排排开关和指示灯。这也导致了阿波罗飞船只能靠人来驾驶。在降落地球的时候,飞船差点撞上环形山,幸亏阿姆斯特朗技术过硬,驾驶飞船躲开了。

阿波罗11号在从月球表面返回前,奥尔德林不小心碰断了其中一个断路器开关柄,差点儿害两个人都死在月亮上。阿波罗13号发射后两天,服务舱的氧气罐爆炸,太空船严重毁损,失去大量氧气和电力,三位宇航员差点牺牲。这些都是因为时代原因,科技缺陷下带来的低可靠性。

当时的控制中心算力还没有现在的笔记本电脑高

如果要再次载人登月,就要降低成本,就要依靠科技的发展去实现智能化、自动化、信息化,这样才可以降低成本。举一个简单的例子,90年代的大哥大,通信质量差,但是因为生产力的原因,价格上万,而现在智能手机的成本早已降到了三位数,不仅通信质量好,而且功能丰富。

美国马斯克的龙飞船就是如此,龙飞船的内部几乎没有仪表盘,仅保留最低限度的物理按键来应对极端情况,这样可以让飞船更加本身高度自动化,使得操作难度下降,属于完全自动驾驶的宇宙飞船,可以实现全程自动化飞控,全自动对接空间站,全自动应急处理各项预案等。同时也可以重复使用,Space X曾预计一个座位仅需要2000万美元,而俄罗斯一个座位就需要8600万美元。你想想,这个价格有多便宜。

所以美国和苏联都不可能再用以前的火箭和探测器登陆月球。

总结

这也是美国这些年来为什么没有再次登月的原因,举全国之力的伟大创举,严重挤压来其他学科的经费,影响了美国空间科学和空间应用领域的发展。但它也的确开辟了人类向宇宙进军的新阶段:它也将人类不断超越自我,勇于冒险和挑战的勇气表现得淋漓尽致。同时,也实现了美国赶超前苏联的政治目的,除此之外,它还带动了美国科学技术特别是推进、制导、结构材料、电子学和管理科学的发展,是航天探索道路上一座具有划时代意义的里程碑。

同样也是为什么中国嫦娥五号可以成功登月的原因,中国则是以科学研究为基础的,步步为营的,成本可控的、可持续发展的。从而做到了智能化、无人化、自动化,以嫦娥五号为例,嫦娥五号的自主导航技术,具有全自主避障系统,在整个登月下降阶段没有一丝一毫的人为干预,具有更高的可靠性。实际上,早在2013年的时候嫦娥三号首创了灰度安全点结合姿态机动粗避障、高度安全点结合位姿机动精避障的"接力避障"控制技术,,配置有导航惯性测量单元、激光测距、光学成像、微波测距、激光三维成像等一系列敏感器。

美国也曾经在2008年宣布研发探测器全自主避障系统,然而因为机构臃肿人浮于事,至今也没有成功,所以美国现在前往火星的探测器都是选择开阔平坦区域着陆。

这就是随着科技的发展所带来的必然性,这也是人类历史进步的必然,就好像现在的汽车都是在往无人驾驶的智能化、自动化方向发展一样。

可以说中国嫦娥五号是美国阿波罗登月计划的进化版,是随着科学的进步诞生的必然产物,而非举国之力下创造的奇迹,嫦娥五号的研发制造投入,再加上“长征五号”运载火箭的投入,“嫦娥五号”发射计划的总投入也才30亿元。

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编辑:时雨
关键词: 阿波罗登月计划
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