Se planeó que Chang'e 5 tardara 23 días en ir y venir, pero ¿por qué el Apolo 11 solo tardó 8 días en ir y venir?
La duración total anunciada oficialmente del Proyecto Chang'e es de 23 días. En comparación con misiones anteriores, parece ser mucho más corta. Después de todo, Chang'e 3 y 4 son misiones de alunizaje y requieren módulos de aterrizaje. El vehículo lunar todavía puede funcionar, ¡pero esta misión está muy lejos! Hay un límite de tiempo para la devolución de muestras de Chang'e-5. Si el tiempo es más largo, ¡el lugar de aterrizaje se convertirá en una noche de luna!
Sin embargo, los amigos que están familiarizados con el sector aeroespacial descubrieron rápidamente un problema. El tiempo total antes y después de la misión Apolo fue de solo 8 días. El tiempo de lanzamiento fue el 16 de julio de 1969 y el tiempo de regreso fue julio de 1969. El 24 de marzo, hay una diferencia de medio mes entre los dos. ¿No es este Chang'e-5 tan avanzado tecnológicamente como el Apolo 11 de hace medio siglo?
¿Cuántas formas hay de llegar a la luna?
¿Cómo volar a la luna? Solo mira donde está la luna, apunta y dispara el cohete y listo, ¿no? De hecho, no es tan simple, porque la Luna está a unos 38,4 kilómetros de la Tierra. No importa lo rápido que sea, tardará medio día en llegar desde la Tierra a la Luna mientras la Luna orbita la Tierra. ¡Puede recorrer casi 90.000 kilómetros cada día!
Así que después de que llegue tu cohete, ya se habrá escapado, así que tendrás que calcular el avance. Cuando llegue el cohete, la luna también llegará al mismo tiempo, ¡entonces estará estable! Pero también surgirá otro problema: el cohete lanzado desde la Tierra a la Luna no se mueve en línea recta en el campo gravitacional, sino que se mueve geodésicamente. La línea de la órbita de la Tierra a la Luna es aproximadamente elíptica. , se mueve alrededor de la Tierra). ¡El semieje mayor de la órbita está alargado, extendiendo su apogeo hasta cerca de la órbita lunar)!
Por supuesto, aquí es cuando el empuje del cohete es suficiente. Esta órbita es corta y rápida. Puede llegar a la luna a la velocidad más rápida. Si no es suficiente, no podrá llegar a la luna. ¿La luna no se puede ejecutar? De hecho, no es imposible, ¡porque existe una segunda forma!
La carretera de exploración lunar Chang'e-2
El método de múltiples cambios de órbita se puede utilizar para encender y acelerar el detector cuando está en el perigeo, y elevar el apogeo de la órbita una y otra vez hasta que el apogeo esté cerca de la luna, este método ahorra combustible que elevar la órbita a la luna de una vez, ¡pero la desventaja es que lleva más tiempo!
El viaje de la sonda india Mangalyaan a Marte
¿Cuál es la diferencia entre el viaje a la luna del Chang’e 5 y el Apolo 11?
Vimos la diferencia entre las dos órbitas arriba. ¿Es realmente tan grande la diferencia orbital entre Chang'e 5 y Apollo 11? Para ser precisos, no hay diferencia entre los dos, aprendamos sobre el viaje del Apolo 11 y Chang'e 5 a la luna.
El camino de Apolo hacia la Luna
Espacio limitado, a continuación me centraré en los importantes. El cohete que transportó el Apolo 11 fue el Saturn V. Incluso ahora, este cohete sigue siéndolo. un supergigante. Su capacidad de carga es de 140 toneladas en órbita terrestre baja y de 48,2 toneladas en órbita de transferencia Tierra-luna. Hasta ahora ningún cohete puede superarlo, por lo que puede transportar más de 40 toneladas de Apolo a la luna. ¡Se envía directamente a la órbita de transferencia Tierra-Luna!
El proceso específico es el siguiente: El cohete de primera etapa del Saturn V es el famoso motor de cohete F1. Cuando funciona, quema 1789 kilogramos de oxígeno líquido y 788 kilogramos de queroseno por segundo. El cohete de primera etapa solo funciona. En 150 segundos, el cohete puede enviarse a una altitud de 68 kilómetros, ¡alcanzando 2,76 kilómetros por segundo!
Los cinco motores J2 del cohete de segunda etapa utilizan hidrógeno líquido y oxígeno líquido como combustible. Funcionan durante 300 segundos y envían la nave a una altitud de 170 kilómetros, alcanzando una velocidad de 7 kilómetros por segundo. El cohete de tres etapas tarda unos 150 segundos en empezar a funcionar. ¡El cohete entra en órbita de espera a una altitud de 191,2 kilómetros sobre el suelo, con una velocidad de 7,75 kilómetros por segundo!
El Apolo 11 y el conjunto del cohete de tres etapas dieron vueltas en esta órbita 2,5 veces y luego se encendieron nuevamente para ir a la Luna. Esta vez, el encendido envió directamente el conjunto de alunizaje Apolo de casi 48 toneladas a la Luna. órbita de transferencia Tierra-Luna. Entonces Apolo fue directamente a la luna.
Saliendo el 16 de julio y llegando el 19 de julio, ¡tomó un total de 3 días!
Camino a la Luna de Chang'e-5
Chang'e-5 se lanzó a las 4:30 a.m. del 24 de noviembre y se lanzó a las 20:58 del 28 de noviembre de 2020 ¡Se necesitan unos 4 días y medio para desacelerar y frenar a una distancia de 400 kilómetros de la Luna para entrar en la órbita lunar!
Chang'e-5 obviamente tardó mucho más. Chang'e-5 no utilizó el método de aceleraciones múltiples y elevaciones de órbita en el perigeo. Partió de la órbita terrestre baja y se dirigió directamente a la órbita terrestre baja. luna. ¿Por qué la diferencia horaria entre los dos es tan grande?
En primer lugar, la primera pregunta es que el aterrizaje lunar del Apolo fue un aterrizaje lunar tripulado. Cuanto más corto fuera el retraso, mejor. Sin embargo, Chang'e 5 no estaba tripulado para la detección, por lo que no hubo ningún Apolo. aterrizaje lunar en el tiempo. La misión es sensible y la órbita a la luna es diferente. ¡No hay solo una órbita a la luna, sino innumerables órbitas!
Pero ¿por qué existe una ventana para la exploración lunar? De hecho, hay muchos factores que determinan esta ventana, por ejemplo, algunos requieren iluminación para poner el cohete en órbita, y otros requieren sincronización solar. Por supuesto, el cohete que va a la luna requiere el uso máximo. capacidad de carga del cohete.
LRO es una sonda lunar en órbita polar, y su entrada en órbita es muy extraña
Entonces el cohete debe tomar la ruta orbital más económica, en función de la posición relativa entre la luna y el punto de lanzamiento de la Tierra. La posición espacial, después de que se lanza esta trayectoria, se ha calculado cada punto entre la salida del perigeo y la luna, ¡por lo que aparece la llamada ventana! El ancho de esta ventana puede ser de horas o minutos. Si la pierde, ¡puede tardar un mes o incluso un año!
Además, el tiempo de llegada más rápido, la mayor carga económica y la ubicación relativa del punto de partida en la Tierra son diferentes, por lo que el momento para ir a la Luna es diferente.
En realidad, todo se debe a la insuficiente resistencia del empuje de los cohetes modernos. Si el impulso específico del motor de oxígeno líquido y queroseno supera los 400, los científicos pueden lanzarlo cuando quieran, pero los científicos que sí lo son. Los que se preocupan por su presupuesto tirarán otros nuevos. ¡Vamos!
Tiempo de regreso
La misión Chang'e-5 duró un total de 23 días, en los que el conjunto se separó en la órbita lunar y esperó el aterrizaje, y luego el módulo de aterrizaje se quedó en la luna durante 2 días, y luego aterrizó en la luna. Atraque y regreso en espera a la órbita lunar. A partir de las 5:42 del 6 de diciembre, el conjunto ha estado en espera en la órbita lunar.
Los requisitos para la próxima misión de regreso son aún mayores, porque al regresar a la Tierra desde la órbita lunar a 384.000 kilómetros de distancia, requiere un golpe. Aunque se puede corregir a mitad de camino, es un solo disparo. trato, y La desaceleración hacia la órbita es diferente al ingresar a la órbita lunar. ¡El módulo de retorno Chang'e-5 no desacelera hacia la órbita!
En cambio, entra en la atmósfera a gran velocidad, desacelera de forma balística a la deriva y luego rebota hacia el espacio. Decelera por primera vez, vuelve a entrar en la atmósfera por segunda vez. y vuelve a entrar en la atmósfera por segunda vez, y requiere el final de esta órbita. ¡Ubicado en el lugar de aterrizaje tradicional de Siziwang Banner en Mongolia Interior!
La nave espacial Apolo 11 regresó y aterrizó en el Pacífico Norte. En otras palabras, el programa Apolo no era sensible a la ubicación de regreso. Solo necesitaba calcular los puntos temporales y luego seguir los pasos. En estos tiempos, no importa cuándo esté el nodo, el punto de aterrizaje aún se puede predecir, ¡siempre que la flota de portaaviones de EE. UU. llegue con anticipación!
Tenga en cuenta que el lugar de aterrizaje está en el Pacífico Norte.
En pocas palabras, el tiro con arco de Chang'e-5 debe dar en el blanco antes de la salida, mientras que el Apolo 11 puede ve a cualquier parte, pero tienes que avisarme con anticipación, ¡pondré el objetivo allí primero!