瀚海狼山：嫦娥5号的轨道器将先飞向金星，再去木星！|2021-01-02
新的一年已经开始，牛年的脚步越来越近。瀚海狼山（匈奴狼山）在这里祝大家牛转乾坤、牛气冲天！祝伟大祖国蒸蒸日上，快速登上世界之巅！ 嫦5的成功月球取样堪称完美，而和返回器一起从月球轨道返回地球附近的轨道器并没有进入地球大气层烧毁。进入大气层打水漂返回的其实只有返回器。轨道器本身还在一个狭长的环绕地球的轨道上绕转，其近地点距离地面只有几百公里，但是速度极快，接近第二宇宙速度，也就是每秒差不多能飞行11公里。其远地点距离地球30万公里以上，仍然靠近地月引力平衡点。更重要的一点，由于嫦5的成功如行云流水，一气呵成，轨道十分精准，因此轨道器内部的燃料居然剩余了300多公斤！而目前轨道器本身的剩余质量已经不大，有人估算全重还不到1.5吨，因此干质比相当不错。对一个剩余燃料超过300公斤，在地球附近最高速度接近11公里每秒的物体来说， 在近地点稍微开机加速，就可以脱离地球的引力束缚，进入以太阳为轨道焦点的行星际空间，成为一颗有新拓展意义的行星探测器。实际上过去的嫦娥2号就已经经历过一次完成本职任务后的二次新任务。曾经和图塔提斯小行星近距离交汇，在距离图塔提斯小行星最近只有公里级的距离上，对这颗对地球有长期威慑的较大小行星首次近距离成像，彻底看清了其外形轮廓，对全球都有重大意义。此后嫦娥2号最远距离地球4亿公里，又作为主动信标，对新建成的深刻测控系统进行了测试。有了这个成功的例子在前，看来嫦5的轨道器还会干一票更大的！今后很大概率会向金星进发。金星是地球轨道以内的大行星，和地球差不多大。在苏联探测器在金星着陆后，全球已经几十年没有再对金星进行近距离探测。嫦5的轨道器会先消耗少量燃料，进入地日拉格朗日点L1，停泊300天左右，然后在探测窗口期，再消耗燃料直飞金星。不过剩余燃料不够减速到被金星引力捕获，成为环绕金星的卫星程度。而是直接近距离飞掠金星进行成像。上面的相机还可以拍摄高清图像并回传。 然后再绕过太阳。这样就会被金星和太阳的引力弹弓大大加速，轨道远点会大大外延，因此下一步考虑再直飞木星，远远超过天问一号，成为自家飞行轨迹最远的一个探测器。拉格朗日点又称平动点，在天体力学中是限制性三体问题的五个特解。一个小天体在两个大天体的引力作用下，在空间中的一点。在该点处，小天体相对于两大天体基本保持静止。这些点的存在，由瑞士数学家欧拉于1767年推算出前3个。法国数学家拉格朗日于1772年推导证明剩下的2个。在每个由两大天体构成的系统中，按推论都有5个拉格朗日点，其中L1、L2、L3在都在两个大天体的连线上。L1在两个大天体之间；L2在偏小天体一侧的延长线上；L3在偏大天体一侧的延长线上。但是这3个点都不能长期稳定。只有L4和L5有两个是稳定的。每个稳定点同两大天体所在的点构成一个等边三角形。即小天体在该点处即使受外界引力的摄扰，仍然有保持在原来位置处的倾向。1906年首次发现运动于木星轨道上的小行星，既特洛依群小行星群，在木星和太阳的作用下处于拉格朗日点L4上。证实了前面理论推导的科学性。
太阳和围绕他旋转的主要大行星之间。地球和月球之间都有各自系统的拉格朗日点。由于拉格朗日点的相对稳定性，成为天然的轨道资源。比如鹊桥中继卫星就被发射到了地球月球系统的其中一个拉格朗日点上。拉格朗日点由于不需要多少能量就可以长期维持轨道。因此也是太阳系内行星际飞行重要的临时停泊点。而地球和太阳之间的拉格朗日点L1，距离地球150万公里，在地球和太阳之间。这样嫦娥5号轨道器将是第一个在地日系L1附近长期停泊的人类飞行器。在这里停泊大约300天之后，就可以消耗最低的燃料量进行加速，然后飞向金星轨道附近，最终飞掠金星进行近距离拍摄。回头在综合引力弹弓作用下，转而飞往木星系统。为将来木星深空探测计划探路。由于木星引力极强，嫦5轨道器有可能再被木星加速而直奔太阳系之外。到了这个阶段，已经属于在太阳系内外不需要什么燃料就可以做长途飞行。星际远航不用桨，全靠浪！ |
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