中国航天逆袭史（三）想拿嫦娥五号当摇钱树？美国江郎才尽

　　中国探月计划惊动了美国NASA的科研人员，恬不知耻地向中国讨要数据，并称＂中国应该学习美国阿波罗计划公开详细数据＂！那我们能给吗？
　　九天云外揽月回！
　　＂小时不识月，呼作白玉盘；又疑瑶台镜，飞在青云端。＂相信这是很多朋友在人生中第一次接触到关于月亮的诗歌，古人赋予了月亮多种意象，有清冷的太阴；有浪漫色彩的嫦娥奔月，玉兔捣药。
　　可以说两千多年来中国人对月亮的探寻就没有停过，如今踏入21世纪的中国终于有能力＂踏足＂月球，见识下是否真如古代先民所说那般神秘。今天我们就来好好说一说，中国航天的伟大工程——嫦娥奔月。
　　2020年12月1日对于中美两国都是一个特殊的日子，两国均发生一件大事。美国阿雷西博射电望远镜轰然坍塌。这曾经象征美国强大天文实力的＂天眼＂消逝的同时，中国发射的＂嫦娥五号＂顺利进入预定轨道，并完成降落。
　　中美各自在天文领域发生的大事，似乎象征着在航天领域似乎美苏（俄）争霸已经成了过去式，中国成为了新时代的弄潮儿！
　　也许是接受不了中国在航天领域方面的强大，印度方面也跳出来找存在感，称若非新冠疫情，印度的＂月船＂早就在探月领域打败中国！隔着喜马拉雅山都能闻到印度飘过来的陈醋味儿，至于印度人的话，听听就好，毕竟＂嫦娥五号＂登月的科技水准，也只有上世纪的美国苏联办得到，至于如今的美利坚，还真不好说。他们已经老了，是时候进入旧时代的坟墓了！
　　嫦娥五号于2020年11月23日发射升空，在12月1日着陆并完成了一系列勘探工作，在12月17日顺利返航。别看这寥寥数语便轻描淡写将＂嫦娥探亲＂过程陈述清楚，实际上嫦娥五号从起飞到着陆再到返航，可以用步步惊心来形容，中间任何一个环节出了一点岔子都可能发生事故！
　　单单拿嫦娥五号进行地月转移一个步骤就有很多门道。嫦娥五号完成任务的窗口期在2020年中只有三天，11月2天，12月1天，每个窗口期只有短短的50分钟。这意味着嫦娥五号在加速脱离地球引力束缚的时间点以及轨道必须非常精确，早一分会和月球擦肩而过，晚一分则会对着月球望尘莫及。只有在这短短50分钟内嫦娥五号才有机会被月球引力捕获，完成登月计划，这可不是等公交，五分钟一班车，而是真正的错过再等一年。
　　当嫦娥五号顺利被月球捕获，如何精准降落到月球上，就成了一个老大难问题。该步骤要克服的困难有两个，一是如何找到嫦娥五号最合适的着陆点，二是如何让嫦娥五号完成着陆。
　　第一个问题难就难在如何让嫦娥五号自主选择着陆点。因为这次中国探月地点选择在由于潮汐锁定地球永远看不到的月背地区，因此靠人工指挥落地是不现实的。等相机传输相关地形图回到地球，时间至少需要1.3秒，而嫦娥五号落地的窗口期也就短短几秒钟，所以嫦娥必须具备自主判断能力，选择最合适的降落地点。
　　这时候中国先进的AI技术就派上了大用场，嫦娥五号可以根据＂眼睛＂收集到的地形图对着陆点进行判断，在茫茫陨石坑中找出最合适降落的地方。
　　这一点经常被公知吹捧的美国就不行了，他们是怎么做的呢？举一个很简单的例子，美国不久前发射的＂毅力号＂在＂登火＂过程中，将经历恐怖的7分钟。毅力号将以16倍音速下坠，这段时间内毅力号需要完成判断地形、寻找着陆点等诸多步骤，至于成功率？
　　美国NASA方面给出的说法是＂我们无能为力＂。言外之意便是，这个价值27亿美元的项目能不能成功，要看上帝愿不愿意回应美国人的祈祷！而我们的嫦娥5号已经完成了AI全自动，两者差距多明显还需要细说吗？
　　当嫦娥五号在600公里的高空进行＂跳伞＂活动前，由四个部分构成的主体就要开始分离了。返回器和环绕器留在近月轨道待命，上升器和着陆器则要进行刺激的跳伞活动。这时候就要迎来第二个难题了，如何从600公里高空完成着陆后保证着陆器不侧翻，或者一脚踩到坑里，毕竟这是距离地球38万公里远的月亮，没有人帮嫦娥五号翻身！
　　前面也说了，印度往月亮上发射过月船2号，很不幸在着陆阶段坠毁，这也是为什么印度人总嚷嚷＂印度已经成功了98%＂的原因，但事实上，剩下的2%，印度恐怕举全国之力都完不成。如果月球存在文明，月球人一定会打出＂俺们这旮旯不是垃圾场＂的横幅，指责印度技术落后，发射垃圾！
　　对于嫦娥五号来说，更具挑战性的是，机构重量指标减少了5%，却要求着陆缓冲能力提高了30%，这像不像现实中老板要求我们＂拿500块的预算做2000块的项目＂，这简直在为难我们科研人员！幸好这＂亿＂点难度完全难不倒我们的科学家，最后嫦娥五号凭借着四条具备＂偏置收拢、自我压紧＂技术的大长腿，以满分的姿势在月球上留下了自己的脚印。
　　当然，嫦娥五号只是回家＂探亲＂，而非准备长期定居，这时候如何让远在38万公里的返回器顺利落入返回预定着陆点就成了一个大问题。这时候可能有人觉得纳闷，不就是再完成一次高空跳伞吗，怎么在月球行到地球就不行了？关注我，了解更多中国科工的真相。
　　其实这种想法非常有问题，因为月球环境处于真空，不论从多高处进行降落，只要机身能稳稳落地就好。但在地球上却不同，在稠密大气中以11.2公里每秒的速度产生的热能和动能都不是普通飞行器能承受的。电影《功夫》里面有一幕是周星驰从天而降的，衣服就是因为跟大气摩擦导致燃烧了。这还是电影里的场景，如果是现实里，可能人都要被烧没了。
　　不过前面的九九八十一难都渡过了，眼看就差这一哆嗦，对此我国科学家采用一种非常奇特的返回方式——半弹道跳跃式返回。即嫦娥五号返回舱进入大气时，＂大头＂以极高的速度和特定角度与大气发生＂碰撞＂获得升力，高高跃起然后下坠，一共重复两次，将返回舱的下坠速度控制到安全范围内，再通过气动、降落伞减速稳稳落地。
　　这就像小时候我们用碎瓦片在水面打水上漂，瓦片在一次次和水面摩擦的情况下，跃升的高度慢慢下降，速度也缓缓降低，所以该返回方式又被叫做＂打水漂＂。
　　该＂半弹道跳跃式返回＂方式最大的好处有两点，不仅能在＂弹跳＂过程中散发积累的热量，还能抵消下坠加速度。据悉嫦娥五号返回舱承受的加速度仅仅比神舟五号高一点点，而神舟五号是载人的，我在中国航天逆袭史第二期有说过，感兴趣的可以去看看。从这个角度来看，嫦娥五号在返航途中可以说是被当成＂人＂来对待的。
　　对于该项技术，网上有一种＂中国航天技术经过半个世纪努力终于赶上美国上世纪60年代水平＂的论调。作为一个靠谱的科普作者，我有必要告诉大家，这种说法是有失偏颇的，准确来说当初美国的阿波罗号也想用这种方式返回地球，然而以美国当时的技术根本做不到。
　　因为该技术需要全程精确计算，不论是作为跳板的大气，还是返回舱下坠的角度、姿态和弹跳的次数都非常难以控制，经过多次＂变道＂后还能准确落到预定地点都不是上世纪美国玩得转的。要知道阿波罗号为了确保成功性，搭载的计算机算力还不如我们手上的一台智能机，要类比的话，大概是几吨重的恐龙配个几斤重的大脑？反应能多快？
　　采用该技术还有一个好处，防止美国进行拦截。要知道这次中国带回来的月壤可是大宝贝，世界各国都想要。但是碍于某些原因，这一点下面会细说，美国拿到中国月壤的可能性微乎其微。这时候我们就要防着某些人狗急跳墙，采用军事手段进行拦截。
　　对于美国人来说，最坏的就是嫦娥5号消失，我没有你也别想拿到。但对于中国人来说可就是2年的努力都白费了。为了不让嫦娥5号的成果打水漂，我们就采用了一种＂打水漂＂的方式，让美国人可能存在的计划打水漂。
　　这种＂半弹道跳跃式返回＂是集合了＂桑格尔弹道＂和＂钱学森弹道＂两家之长，在返回过程中路程捉摸不定，完全不给美国人拦截的机会。至于这两种弹道的原理我们不需要详细了解，唯一需要知道的就是，它很牛。尤其是钱学森弹道，唯一能拦截的机会只有发射初期，此后都只能随缘！
　　可以说，目前中国已经完全掌握＂半弹道跳跃式返回＂技术，也可能是唯一一个掌握的国家。如今的美国想要重拾登月计划，与中国在航天领域一拼，单打独斗可能有点不够看！
　　但嫦娥五号的成功也并非一朝一夕就能达到的。嫦娥工程于2004年1月开始立项，确立了＂绕、落、回＂三个阶段计划，在此后十六年中严格按照该计划实行。这十六年的不断研究、不断测试，才有了如今嫦娥五号的傲人成果。
　　九天揽月星河阔，十六春秋绕落回，简简单单的14字是中国探月计划的高度浓缩，不仅代表中国航天最高技术，甚至惊动了美国NASA的科研人员，恬不知耻地向中国讨要数据，并称＂中国应该学习美国阿波罗计划公开详细数据＂！那我们能给吗？
　　美国越封锁，中国越强大
　　2011年，美国推出一个专门针对中国的条款，叫做＂沃尔夫条款＂，内容规定了禁止中美之间进行任何层面的航天往来，无论是官方还是民间。为此有一位美国NASA的议员称：＂我甚至无法为我的中国朋友提供一杯咖啡！＂由此可见该条款之苛刻。
　　原本这是西方封锁中国航天的手段，但是他们万万没有想到中国能在短短九年内完成航天领域的翻身，一跃成为世界最强国之一。
　　本次嫦娥五号携带回地球的月壤虽然只有小小的两公斤，却是让美国人眼馋。这是为何？上个世纪美国不是从月球上带回381.7公斤吗？难道他们的登月仪式都是假的？关注我，了解更多中国科工的真相。
　　上世纪中美建交时，美国赠予我们国家1g月壤。从该份月壤中，＂嫦娥之父＂欧阳自远先生分析出月球的地理情况，为嫦娥的登陆研究提供了理论依据。
　　只是这次中国的月壤独一无二，采集于风暴洋附近的吕姆克山，这是月球最年轻的地区之一，也是人类从未踏足的地方。该地区的月壤对人类了解月球的地质活动、元素分布有着至关重要的作用。而NASA向中国释放友好态度，归根到底也是为了在月球探测领域抢占先机。
　　中国近二十年来不断往月球上发射探测设备，可不是像前苏联一般，被美国牵着鼻子走傻傻为爱发电，而是为了未来百年千年的能源布局。
　　很多朋友都应该听过核聚变，也了解到如今地球的资源正在一点点减少，为了谋求人类延续，开发新型能源迫在眉睫。
　　而可控核聚变则是首选，只是进行可控核聚变的物质氦3，目前可被人类利用的储量少得可怜，想要大规模利用只能从海水中提取，费时费力不说还费钱！而月球上的氦3储量至少可以供人类发电几万年，完全能让地球从地表文明过渡到星际文明。
　　在上世纪，美国掌握了石油，开启了＂美国天下第一＂的时代，如今新的时代正在悄然无息到来，未来哪个国家能率先开发月球上的氦3，谁就曾成为下一个最具备话语权的国家！这时候中国这份月壤就显得尤为珍贵，能从中分析出大量未被人类掌握的月球信息，当中势必包括该地区的氦3分布！朋友们，你们说这月壤能给美国人吗？
　　如今中国已经在地外探测中领先美国一大步，况且在地表上，我国的可控核聚变水平也在世界前列，甚至有望在2035年初步掌握可控核聚变技术！到时候美国可能就要看我们脸色了！
　　生活不止眼前的苟且，还有诗和远方！这个远方，如今已经可以远到火星了。而我们的诗，是＂火星跳下银盆底。,翻动琉璃一镜天＂。中国航天逆袭史第四期，火星问道，敬请期待。