嫦娥五号发射和返回为何都要在凌晨进行?白天不是更好吗?

嫦娥五号返回器已于2020-12-17凌晨携带着月球土特产顺利在内蒙古预定地点落地,很多网友都在评论区表示熬夜看直播,有小伙伴就纳闷了,嫦娥五号为啥老是要挑半夜三更发射和回收?


这个问题其实挺有趣,简单来说,在整个月球无人采样计划的轨道是经过精心设计的,什么时候发射,什么时候到达,什么时候返回,科学家已经设计了最优的方案,不过由于走的是地月转移轨道和月地转移轨道,而并非直直地飞过去,所以在转移时其实有一个环地或环月绕行的过程。

既然这样,提前半天在下午发射然后绕多半圈不就好了?这个问题就要仔细分析了:

为什么要凌晨发射

选择凌晨发射主要考虑的是通讯方面。大家可能都听过太阳黑子和太阳耀斑会对无线电通信造成干扰,而太阳风里的带电粒子也会对无线电通信造成干扰,一句话就是太阳异常活动会对通讯造成干扰。晚上发射时火箭背对太阳,免受太阳风的干扰,也避免异常太阳活动造成的信号中断,通信信号稳定。加上天空背景漆黑,更易于对火箭的光学跟踪和观测。另一方面,晚上相对较低的气温也可以减少整火箭整流罩的发热。在凌晨发射火箭,火箭垂直上天后会向东飞行,当火箭把探测器送上转移轨道后,探测器又刚好到达日照区,太阳能电板能及时获得太阳光对探测器供电。

为什么要凌晨返回

至于返回为什么也要凌晨,其中原因跟发射时可就不一样了,因为返回时,返回器的速度接近第二宇宙速度(地球逃逸速度),它是无法绕地飞行的,你想让它先绕半圈再降落是不可能的事,因为达到地球后如果不实施减速,马上就飞走了再也回不到地球……

因此它到达地球后必须马上进入大气层进行减速,而此次嫦娥五号返回器所使用的是半弹道跳跃式再入大气层(俗称大气层打水漂)的方式减速,这种再入方式对第一次入射的角度要求非常严格,稍有偏差,要么返回器无法弹起,直接在大气层焚毁,要么直接弹飞,落不回地球。因此,它的入射和弹射的轨道是大致确定的。

当使用这种再入方式时,首先要考虑的是落点,我们这次回收的预定地点是内蒙古地区的四子王旗。落点确定了,再入和弹射轨道又是大致确定的,那么第一次的入射点也就大致可以确定了。而根据返回的日期,返回的轨道也是大致确定的,轨道确定,入射点确定,那落地时间也就基本确定了。

总结:月球探测器返回时间是由农历决定的

所以对于第二宇宙速度返回的月球探测器,当采用打水漂方式减速再入时,落地时间是由返回时的轨道决定的,而返回时的轨道则是由太阳、地球、月球三者相对位置决定的,而太阳、地球、月球三者相对位置是由……中国的农历决定的……今天农历初三……