为什么说23天返回的嫦娥5号,比8天的阿波罗11,还要先进?
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发布时间：2022-05-11 00:55
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热心网友
时间：2023-05-19 00:31
最近关于中国的嫦娥5号探月，网上议论得如火如荼。这也是中国在2020年科学界的头等大事了。嫦娥5号执行的任务是到月球取2kg的月壤，然后回到内蒙古四子王旗着陆。现如今，嫦娥5号已经着陆了。
随着时间越来越临近，大家对嫦娥5号神秘的面纱也越来越好奇了。其实，除了我国嫦娥5号的星外采样，像日本的隼鸟2号也在近日返航。当年美国的阿波罗11号大致情况也基本相似，那么，同是星外取样，嫦娥5号，阿波罗11号，谁更先进呢？
首先来看看美国的阿波罗11号吧！
当年美国的阿波罗11号登月时用到的运载火箭，至今仍然是没有任何国家能够超越的。土星五号就像神一般的存在，无论是从质量还是推力上，至今都是无人超越的。靠着火星5号的强大推力，阿波罗11号飞船马不停蹄地被送入地月轨道，并在3天后就到达了轨道的顶点，之后减速被月球引力所俘获，然后着陆。
可以说，美国的阿波罗11号的成功，土星5号运载火箭的居功至伟！当然，美国是载人航天的，在技术上显得更高端一些，困难也更大，所以，它们要考虑的东西很多。
再来看*的嫦娥5号：
必须承认的一点是，嫦娥5号往返月球的速度，明显要落后于阿波罗11号。但这并不意味着嫦娥5号的技术更差，而是因为胖5的推力没有土星5号强大！许多人都在吹嘘土星5号有多牛，但是大家要明白的一个事实是，土星5号就是用超大的燃料堆积而成的。但是它们的燃料利用率很低，耗油率太大！而长征5号则比较均衡，燃油的利用率也很高！
这就像两个手机芯片，一个功率特别大，功耗也大。而另一个功率一般，但是功耗很小。当然，土星5号是51年前的产物，技术方面自然是不如长征5号的。再来看对接技术，嫦娥5号使用的是无人对接技术。我国的工程师设计了一套关于无人航天器的对接结构。就对接航天器而言，嫦娥5号的重量是美国的15分之1，而阿波罗11号使用的那种老的对接技术，不仅耗时很久，而且容易失败。
再来看嫦娥5号的取样，很多人觉得阿波罗11号载人登月很牛。但实际上，它们也只是把人送上太空而已。美国要考虑的就是如何保证那3个人的安全，其余和无人登月没什么区别。而且阿波罗11号登月之后，宇航员可以出来手动取样，这样一来，效率肯定是无人操作要高的。这也是美国为啥娶了几百公斤月壤的原因之一。
而我国实行的是无人月壤取样技术，这个大家可以理解为无人机技术。大家想一想，同样是飞机，是有人驾驶的技术含量高，还是无人驾驶的技术含量高呢？最后再来看看返程，嫦娥5号采用了最先进的水漂弹道返回，这可比美国当年的弹道返回要先进多了。
所以，总的来看，除了胖5的推力不如美国，以及中国不是载人登月之外，别的方面嫦娥5号还是比阿波罗11号先进一些的。
热心网友
时间：2023-05-19 00:32
很多关心探月任务的朋友发现了一个有趣的事实，官方公布的嫦娥五号任务是23天，而50多年前的阿波罗11号，发射时间是1969年7月16日，返回时间是1969年7月24日，总共历时才8天，这过了50年，我们的技术还不如半个世纪以前的阿波罗11号吗？
运载阿波罗11号到月球的火箭，到底有多厉害？
土星五号就是整个阿波罗计划中犹如超新星一样耀眼的存在，因为它实在是太强大了，下文简单来了解下它的参数，感受下当年阿波罗计划功勋火箭的风采！
土星五号高度：110.6米，直径：10.1米，总质量：3039吨
近地轨道运载能力：140吨
单看这几个数据似乎有点不太够劲，毕竟只是一大堆数据，没有人能脑补出这些参数背后的意义！
各位看看就知道了，土星五号的能力绝对是碾压现代所有大型运载火箭，几乎是运载能力最大的重型猎鹰的两倍！
冯布劳恩在F1发动机旁
土星五号*的各级发动机
土星五号一级火箭的总共有5台F1发动机，每台发动机的海平面推力为6770千牛，比冲为263秒，它工作时每秒要烧掉1789千克液氧，788千克没有，第一级火箭只工作150秒，能将火箭送至68千米的高空，达到2.76千米/秒！
此后由二级火箭5台J2火箭发动机接力送往近地轨道，J2火箭发动机使用液氢液氧作为燃料，它工作300秒，将飞船送至170千米的高度，达到7千米/秒，最后*火箭启动工作大约150秒，火箭进入距离地面191.2千米高度的待机轨道，速度达到7.75千米/秒！
第一级火箭脱离
最后在这条待机轨道上环绕大约2.5圈后的近地点上，*火箭再次点火，燃烧大约300秒后，将接近48吨阿波罗飞船加速到地球逃逸速度11.2千米，直接送入地月转移轨道，飞船在3天后的7月19日就到达了这条轨道的顶点：月球，再减速被月球引力俘获，进入环月轨道等待着陆！
从这些参数我们可以看到，阿波罗飞船从地球出发后几乎就没有停顿直接到达月球轨道，这是土星五号强大的运载能力背书的，可以说没有土星五号，就没有阿波罗登月计划！
运载嫦娥五号的到风暴洋的胖五，真不如土星五号吗？
嫦娥五号是从2020年11月24日凌晨4点30分用长征五号遥五运载火箭，从文昌航天发射场发射升空的，于2020年11月28日20时58分，在距离月球400千米处减速制动进入环月轨道，总共耗时大约4天半左右！
和阿波罗11号相比，看来嫦娥五号确实要慢不少，但事实上我们必须要澄清一个事实，阿波罗11号在191.2千米的待机轨道上运行了2.5圈之后再出发，这个轨道上由于大气分子比较密集，并不是久留之地，后期的阿波罗15、16、17号待机轨道低至150千米，这个轨道停留的时间更短！
为什么要设置待机轨道？就是准备出发月球前最后检查一下所有设备，没有问题就可以准备出发了，对于载人飞船，检查后立即出发，还有一个人员氧气与整个任务时间分配的问题，时间是比较敏感的，而对于无人探测则根本就没有这个问题，测试设备，各个测控点跟踪等等，所有测试全部通过后再在近地点点火，将轨道顶点拉至月球附近！
所以尽管在网上我们查不到详细嫦娥五号在轨道上到底干了什么，但我们可以推测出它在这条轨道上停留时间是不少的，也没有使用火箭发动机多次在近地点加速，屡次抬升轨道，最终将轨道顶点靠近月球的方式（嫦娥一号和二号使用这种方式）。
嫦娥一号探月之路
这种将轨道逐渐抬升慢慢接近月球的方式可以大大节省燃料，也可以让运载火箭的技术水平降低，但对于长征五号火箭，它完全可以直接将嫦娥五号一次送入地月转移轨道，不过如果条件不足，无人探测器采用这种方式亦无不可，比如最著名的就是印度的曼加里安火星探测器，它在地球近地轨道上绕了好几个月，才最终进入地火转移轨道，人家用低成本实现火星探测，这可是一辈子吹牛的资本哈！
曼加里安的登火之路
长征五号的技术水平怎么样？
很多朋友喜欢将土星五号和长征五号相比，但其实两个完全不在同一个量级上，土星五号是一个大力士，但它的燃料利用率很低，简单的说它的大推力是通过燃烧大量燃料产生的，就像是二冲程的汽油机，功率不小，但耗油率太大！
这一点比较两者的发动机就知道了，两者都是液氧煤油机，土星五号的F1是燃气发生器循环（开式循环）比冲是263秒，长征五号的的液氧煤油助推器YF100（富氧预燃分级燃烧循环），海平面比冲是300S，当然和RD180的311还是有些差距（这是1990年代的技术），但这比土星五号的F1技术还是要长进不少！
分级燃烧循环的所有燃气和热量都通过燃烧室排出，没有推力损失。因此这种循环也常称为“闭式循环”。而开式循环产生的废气直接排放，因而效率有所损失。它的另一个优点就是能承受非常高的燃烧室压力，可以使用更大膨胀比的喷嘴。缺点则是涡轮机的工作环境恶劣，需要添加额外导管来输送高温燃气，还必须设计很复杂的反馈控制系统，这是循环设计中最难的，它简化版本就是燃气发生器循环（土星五号F1发动机循环技术）。
整体上而言，长征五号的技术水平并不差，但它的近地轨道运载能力大约为25吨，地月转移轨道为大约为8.8吨，执行采样返回任务完全没有问题，但载人登月，至少需要40多吨的地月转移轨道运载能力，嫦娥五号还是差距不小。
为什么嫦娥五号回来也要那么久？
其实阿波罗计划中也就11号最短，月面只停留了2个多小时，而17号整个任务则长达12天！而嫦娥五号的时间并不是耗在回程上，而是在月球轨道对接、转移以及待机上，嫦娥五号在400千米待机轨道上除了上述几项任务外，并没有公布其他信息，当然我们也不胡乱瞎猜，不过只要它一旦脱离月球轨道，那么它的着陆时间就可以倒计时了！
有朋友认为嫦娥五号从月球返回还要在地球上绕几圈，其实这是个误解，因为这样就会进入地球环绕轨道，需要将11.2千米/秒（从地外天体返回的速度必然大于速度，除非减速）的速度降低到7.9千米/秒以下，这需要大量的燃料！
因此采用弹道返回或者半弹道返回就成了最佳选择，无人探测器没有过载要求，弹道返回亦无不可，而载人飞船绝不能使用弹道返回，要不然至少也是十几个过载，宇航员受不了！所以嫦娥五号的返回器和轨道器分离后，直接进入返回轨道，使用小飞走过的水漂弹道返回！
因此这就对返回时机提出了很高的要求，返回到达地球切入水漂弹道的轨迹起始点时，其末端一定要是中国内蒙古四子王旗传统降落场，所以这个窗口必须给踩点稳了，要不飞到人家家里去，那就尴尬了，再友好的国家，怎么也得交涉下，而且这面子也丢大发了哈！
好酒不怕晚，准确送达即可！
热心网友
时间：2023-05-19 00:32
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时间：2023-05-19 00:33
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时间：2023-05-19 00:33
