嫦娥五号轨道器返回在即,这次登月组合体中的着陆器被丢弃在月球上了,上升器也因为清理月球轨道的原因于12月8日撞毁在月球南半球,太空中嫦娥五号系列将只剩下轨道器一根独苗!
那么迎接它的命运将会如何呢?坠入地球大气层还是另有安排,它将着陆器带回地球后还能干点什么,要是在大气层中被烧掉实在是太可惜了!
嫦娥五号还能飞回月球吗?
我们先给出答案,嫦娥五号飞回月球轨道一点问题都没有,但前提是在近地轨道上稍稍调整一下轨道!
很多朋友肯定会很好奇,这嫦娥五号都回到地球附近了,怎么还能回到到月球?道理并不复杂,我们先来说说嫦娥五号是怎么飞离地球的!2020年11月24日嫦娥五号在长征五号直接将嫦娥五号送入了地月转移轨道,此时它的速度已经超过了环绕速度7.9千米/秒,已经接近了11.2千米/秒的地球逃逸速度!
这条轨道的远地点在月球轨道附近,因此当四天后嫦娥五号到达远地点时,月球刚好到达这里,因此稍稍减速即可让月球引力捕获成为环绕月球轨道的航天器,再将捕获轨道的大椭圆修正成400千米的圆形轨道,
嫦娥五号的轨道器和返回器组合体将在这条轨道上等待着陆器和上升器在月面执行完任务和它对接:
2020年12月1日,嫦娥五号着陆器与上升器着陆成功
2020年12月1日,嫦娥五号着陆器和上升器组合体完成了月球钻取采样及封装
2020年12月3日,上升器点火脱离着陆器起飞上升离开月面
2020年12月6日,上升器与轨道器对接并成功转移样品
2020年12月12日,轨道器与返回器第一次地月转移轨道调整,从圆形轨道调整为近月点为200千米的椭圆轨道,择机进入月地转移轨道
这个择机是啥时候呢,笔者推测大约是13日,也就是周日某个时候!它将在近月点加速,一直将轨道提升至远月点接近地球,由于这是在地球引力场内的测地线运动,它的速度会越来越快,而无论这个探测器的速度是多少,只要它能从无限远的地方返回地球,那么它最终的速度至少也是第二宇宙速度!
很简单,因为它逃离地球的速度就需要第二宇宙速度,从无限远处返回,那就具有逃离时积累的势能,从月球轨道返回,近地点的速度是接近第二宇宙速度的。嫦娥五号试验飞行器T1小飞,它在2014年返回时在南大西洋上空被释放时的速度为10.8千米/秒,这个速度还是小飞反向弹离轨道器减速后的速度,所以轨道器速度还会更快一些。
这个速度足以让轨道器重新回到月球,但如果轨道器不做任何操作,那么它将成为近地点为地球远地点在月球轨道附近的地球人造卫星,无法再被月球捕获,因为经过返回的四天时间,月球已经不在那里了!
按月球轨道速度计算,它在四天的时间大约要经过35万千米,所以嫦娥五号轨道器的至少要将轨道的轨道进动朝月球前进方向调整大约53度左右,才能赶上轨道器到远地点时候刚好被月球引力捕获。
所以只要稍稍调整下轨道器的参数,嫦娥五号轨道器仍然可以重新回到月球轨道!
嫦娥五号轨道器还能干吗?
嫦娥五号即将完成任务,轨道器还能干吗呢?因为它搭载了大量的探测设备,如果废弃实在是太可惜了,我们来看看2014年搭载小飞的嫦娥五号试验飞行器服务舱的是怎么个彻底利用法的!
1、T1飞行器小飞于2014年11月1日降落在内蒙古乌兰察布市四子王旗预定降落点;
2、11月27日,轨道器回到地月拉格朗日L2点李萨如轨道运行,在L2点运行到1月4日,服务舱脱离L2点;
3、1月11日第一次近月制动,计入300*200千米的大椭圆环月轨道,后续继续两次近月制动后进入高度为200千米,倾角为43.7度的圆形轨道!
4、2月8日进行了调相试验以模拟嫦娥五号轨道器远程导引、同年3月份上旬将再进行一次在月轨的虚拟交联中继接远距离导引试验以模拟嫦娥五号上升器远程导引。4月份服务舱将会逐渐降低轨道至100公里,至50公里,至15公里,并为嫦娥五号预定的着陆采样区(风暴洋)进行高清拍摄;
后续近月制动的意图都说清楚了,模拟上升器远程导引和为嫦娥五号着陆地拍摄高清月面照,以供数据分析使用,那么去L2点并且还以李萨如轨道运行是为啥呢?
这是为嫦娥四号的月球南极艾肯特盘底登陆探路,因为月球背面的艾肯特盆地登陆必须使用中继卫星在地球和月球背面之间提供中继通信服务!
嫦娥五号还能干啥呢?
首先它也具有导引上升器起飞等测控转发功能,还有数据中继通信功能,当然这些似乎没啥用处了,不过也可以让嫦娥五号轨道器和嫦娥四号之间做数据中继测试,为未来的火星通信中继测试(火星自转,会导致通信中断,着陆时最好有中继通信服务)。
“伊娃”和“瓦力”为洞察号中继通信
尽管嫦娥五号轨道器搭载的设备并没有公布,不过我们也可以推测常规任务中包含的有高清CCD相机以及光谱分析等相关设备,可以对月球资源做相关普查,以及嫦娥六号月球南极探测的月面南极精细照片以供分析(必须转为极轨)
另外为保障地月通信顺畅,应该也有太阳风离子探测器,对月球表面一个著名测磁异常区域探测等,嫦娥五号的轨道器相当于一个月球轨道的探测器,它的剩余燃料可以保证它工作很久,所以彻底利用它,为以后的登月任务做更精细的任务。