明明有3000牛大推,嫦娥5號(hào)返程為何先用4臺(tái)150牛小推?

嫦娥5號(hào)軌道器和返回器組合體實(shí)施第2次月地轉(zhuǎn)移入射,在距月面約230公里處成功實(shí)施4臺(tái)150牛發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火,約22分鐘后,這4臺(tái)小發(fā)動(dòng)機(jī)正常關(guān)機(jī)。軌道器和返回器組合體成功進(jìn)入月地轉(zhuǎn)移軌道。所謂地月轉(zhuǎn)移軌道,就是目前嫦娥5號(hào)剩余的組合體,在完成這次助推加速后,遠(yuǎn)地點(diǎn)距離月球中心已經(jīng)在2萬(wàn)公里以上,也就是越過(guò)了地月引力的平衡點(diǎn)。等于是擺脫了月球引力的束縛,重新被地球引力所捕獲,攜帶從月球成功取樣的樣品,開(kāi)始了真正返回地球懷抱的回家之旅。這個(gè)地月引力的平衡點(diǎn)距離地球36萬(wàn)公里左右;而月球大部分時(shí)間距離地球的平均距離是38萬(wàn)公里以上。地球質(zhì)量又是月球質(zhì)量的81.3倍。因此兩個(gè)星球的引力平衡點(diǎn)明顯偏向月球那邊。造成從月球返回時(shí)需要的助推總動(dòng)量,

以及為此消耗的燃料,比從地球飛過(guò)引力平衡點(diǎn)到月球少得多。把8.2噸的嫦娥5號(hào)初期的組合體從地面起飛,發(fā)射到越過(guò)這個(gè)36萬(wàn)公里高的地月引力平衡點(diǎn),需要消耗六七百?lài)嵉娜剂虾脱趸瘎?。而返回時(shí)的剩余組合體的總重只剩下不到4噸,只需要再助推消耗幾百公斤的燃料,就可以脫離月球的引力回家了。不過(guò)這里似乎有一個(gè)疑點(diǎn)。這就是目前嫦娥5號(hào)軌道器上,還有一臺(tái)3000牛的,較大的主發(fā)動(dòng)機(jī)。如果動(dòng)力全開(kāi),只需要加速助推大約6分鐘就可以讓剩余的4噸左右的組合體脫離月球引力,那么為何偏偏放著大的不用,非要開(kāi)動(dòng)4臺(tái)小型的,每個(gè)只有150牛,加起來(lái)也只有600牛的小發(fā)動(dòng)機(jī),持續(xù)助推了22分鐘之久,才加速到脫離月球引力的速度值呢?瀚海狼山(匈奴狼山)個(gè)人認(rèn)為,放著大發(fā)動(dòng)機(jī)不用,

先用小發(fā)動(dòng)機(jī),才是科學(xué)規(guī)劃和最佳工程管理實(shí)踐的真實(shí)體現(xiàn)。因?yàn)閺脑虑蛲厍蚣铀俜祷氐娜魏物w行體,最大的難點(diǎn)不是在月球背面近月點(diǎn)的開(kāi)機(jī)加速。而是如何精準(zhǔn)確定返回的起始軌道。以及在越過(guò)地月引力平衡點(diǎn),逐步接近地球后的剎車(chē)減速過(guò)程。開(kāi)始返回時(shí)先用多臺(tái)小發(fā)動(dòng)機(jī),助推時(shí)間長(zhǎng),這樣返回初始軌道控制更精準(zhǔn)。這就像越精細(xì)的雕刻必須更小的刻刀一樣的道理。而越過(guò)引力平衡點(diǎn)后,3天3夜的接近地球的過(guò)程。相當(dāng)于從一座36萬(wàn)公里高的大樓上往下飛。越接近地球,則速度越來(lái)越快。雖然最終可以通過(guò)在大氣層邊緣打水漂減速。但是也需要在接近到地球1萬(wàn)到5000公里時(shí),開(kāi)主發(fā)動(dòng)機(jī)適當(dāng)減速。否則在地球巨大的重力加速下,有一定的概率,讓返回體越過(guò)第二宇宙速度,最終在相反的方向永遠(yuǎn)飛過(guò)地球而再也回不來(lái)。這樣在整個(gè)返回軌道中,在加速脫離月球時(shí),需要的總加速比沖并不大,消耗掉4個(gè)固定推力的小火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料就足夠了。

而在逐步接近地球時(shí),反倒需要至少2次大的減速和軌道修正,此時(shí)3000牛主節(jié)流發(fā)動(dòng)機(jī)剩余的燃料越多越保險(xiǎn)。其實(shí)當(dāng)年的阿波羅組合體也考慮了這類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)。因此組合體接近月球時(shí),是服務(wù)艙主發(fā)動(dòng)機(jī)向后,而登月艙主發(fā)動(dòng)機(jī)向前,這樣不論前后開(kāi)機(jī),都有足夠的推力緊急返回地球。而阿波羅13號(hào)就是靠登月艙的主發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)機(jī)返回的。胖五和嫦娥5號(hào)大火箭加探測(cè)器,全部一共107臺(tái)大大小小的發(fā)動(dòng)機(jī);其中嫦娥5號(hào)身上就有77臺(tái)之多。全部精準(zhǔn)完成工作。這技術(shù)水平不是一般的高!