嫦娥五号为什么只能带回 2 公斤月壤？第1页

bj365 网友的相关建议:

总体：嫦娥5号 = 苏联的无人挖土 + 美国的月轨对接。

先从宏观数字上说：

人类从月亮上拿回月壤的国家目前总共有两个，一个是美国，另一个是苏联。

美国一共取了4次月壤，都是有人操作，总共获得了381千克。

苏联一共取了3次，是无人操作，总共获得了355克。

我们这一次是无人操作，一次获得2千克。这个成就是不差的。

美国的发射重量是48吨，苏联是5.6吨，我国是8.2吨。

也得益现代科技的进步。在美国第一次获得月壤前，总共进行了34月球发射，绝大多数以失败告终。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（By comparison: the moon landing）。

苏联在第一次获得月壤前，总共进行了46月球发射，绝大多数以失败告终。第一次只得到102克月壤。

可见美苏的探月活动代价是巨大的，是粗放式的。完全是政治意志在支撑。

而我国到目前为止屡次发射基本成功。一次成就将超过苏联。

今天，CNN报道，这是自1976年苏联月球24号以来，近50年内第一次有国家从月球上取回样品。

目前，只有我国有能力登陆月球，并返回。

美国和苏联都不可能再用以前的火箭和探测器登陆月球。这一点尤为重要。

因为，上面说了，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，是一定时期双方意识形态竞争的产物。

而我们国家的探月活动，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。

2010年，日本的“隼鸟”号取回0.1克小行星物质（据说这几颗粒也可能是降落时沾的澳大利亚的沙子）。

今年12月14日，号称日本的“隼鸟”2号将取回20克小行星物质。

隼鸟号没有着陆、上升、返回过程。

可见，日本的太空探测虽然也算是量力而为，但也是想在政治上实现第三个取得外太空物质的国家，因此也是一种短视的、急功近利的、投机取巧的行为，其探索过程对载人航天没有任何参考意义。

而我们国家是一步一个坚实的脚印。

一两次的成功别人不会太在意你，只有势不可挡、汹涌向前的步伐最令人敬畏。

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再来说一下技术细节：嫦娥5号的“挖土”方案史无前例。

在技术验证方面，嫦娥5号 = 苏联的无人挖土 + 美国的月轨对接。

上面说了，美国是宇航员挖土，有人操作，和我国不同。

苏联进行了三次挖土。苏联挖土好比是用卡车拉着挖土机去挖土，挖到后把挖土机扔了，用卡车把100克土运回来。由于卡车自身太重太耗油，所以只能运一点点土。

而我们国家是：用卡车拉着皮卡和挖土机二者一起去挖土，挖到土后把挖土机丢了；然后皮卡把土交给卡车，然后把皮卡扔了；最后卡车带着土回来。由于把皮卡扔了，所以返回时重量降低了很多，装的土更多。

所以，嫦娥5号多了一个皮卡与卡车对接的过程。

在月球轨道上两个航天器进行对接，目前只是有阿波罗载人任务实施过。两人登月，一人留在轨道舱，最后汇合，返回。

所以，嫦娥5号 = 苏联的无人挖土 + 美国的月轨对接。

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花盆不需要太多月壤

sywx 网友的相关建议:

二踢脚技术仍需努力。

加油！！

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火箭的差距还是很大的

（并非相关专业，以下内容根据坎巴拉经验得到）

根据齐奥尔科夫斯基公式，速度增量（DV）：

其中指火箭发动机的喷气速度，是火箭（含载荷）的全部重量，是火箭耗尽燃料的重量。多级火箭的速度增量要分开算然后累加。

所以，对火箭来说有两个至关重要的参数：比冲和干质比，其中，为标准重力加速度，大约为

科普结束我们来看看土星5号和长征5号的各级参数（数据来自维基百科）：

土星5号：

第一级，液氧煤油，比冲263s（应该是指海平面比冲吧），总重量2300t，空重131t，干质比17.5
第二级，液氧液氢，比冲421s（氢氧机就是好），总重量480t，空重36t，干质比13.3
第三级，液氧液氢，比冲421s，总重量120.8t，空重10t，干质比12.8

然后来看看长征5号：

助推器，4枚，液氧煤油，比冲294s（海平面）到328s（真空），其中每一枚总重量156.6t，空重13.8t，干质比11.3；
一级：液氢液氧，比冲305.8s（海平面）到421s（真空），总质量186.9t，空重21.6t，干质比8.7；
二级：液氢液氧，比冲434s，总质量36t，空重6.9t，干质比5.2（喵喵喵？是数据错了？这么低？）

总体来说，长征5号的干质比远低于土星5号，说明箭体结构还有很大优化余地。

那么我们假设长征5号经过优化后干质比达到接近土星5的水平（13左右）那么发射8.2吨的嫦娥5号时DV将会从11400m/s（估算，不准确，因为不知道飞行过程中比冲变化）增加到13200m/s，增幅达到15.7%。如果维持DV不变，奔月载荷重量可以从这次的8.2吨增加到15吨左右。（数据不对的话不承担任何责任，逃......）

可怕不......

要知道阿波罗飞船也就50吨左右的重量，土星5起飞重量3000多吨，如果长征5的箭体结构能优化到干质比接近土星5的水平......那按题主的算法，4倍于长征5的火箭就能发射60吨的东西去月球......

davidtsang 网友的相关建议:

不要妄自菲薄，本次任务我觉得难度极大。我觉得主要几个，一个是服务舱与登月仓分离，登月仓实现软着落，然后是自动化的样品采集和密封保存，然后把容器保存在上升段，上升段与登陆舱分离，在月球轨道上与服务舱汇合，然后把容器转移到返回舱后分离，之后服务舱带着返回舱返回地球。第二个是返回，返回舱要与服务器分离、减速、重返大气层，着陆。这之间步骤太复杂了，一次出问题，任务就要失败。所以我觉得如果这次任务能成功，哪怕只带回1克样品，我觉得都非常了不起了。

不搞工程的不知道这个系统工程多复杂。模拟测试和真实应用之间别很大的，有时候你模拟了很多次，实际一用问题百出。

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