2020年12月3日,嫦娥五号上升器在无数国人的熬夜守护中从月面起飞,顺利进入环月轨道;6日,它与守候在那里的轨道器深情相拥比翼齐飞,成功“交货”后又依依不舍地分离。就在大家庆幸于这位创造了历史的“快递小哥”还存有足够的燃料,为其畅想美好未来时,它却毅然折返,一头撞进月亮的怀抱,结束了自己短暂而辉煌的一生。如此壮烈的结局没有写进剧本,许多人为其扼腕叹息:留在轨道上做一颗卫星,不香么?为什么科学家要狠心毁掉这一大功臣?

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如果你仔细分析嫦娥五号上升器的配置就不难发现,原来它的命运早在设计之初就已经注定了:完成月球样本的转移任务后,功成身退。这个任务是如此重要,它必须全力以赴、心无旁骛地去执行。

上升器上除了一台3000N的主发动机外,还有20台小的姿态控制发动机;由于这是第一次飞行,为了应对可能发生的意外情况,它还必须携带充足的燃料。

为了响应轨道器的召唤和超远距离的遥测遥控,上升器上安装了高灵敏度的雷达应答机和天线组;为了确保样品安全送达,它将相当一部分荷载用于“快递包裹”和锁定机构。

同样是为了能够更多地携带月球样本,科学家们锱铢必较,压榨每一克的余量,以至于上升器上连一颗摄像头都无处安装。这一切都注定了嫦娥五号只是一台运输工具,一旦样本完成交付,它的使命就彻底终结,即便是留在月球轨道上它也是什么都干不了。

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距离我们地面200公里以上的太空并不空寂,实际上那里很热闹。在近地和中地轨道上不仅有数以千计的各种卫星,还有许多失效的航天器、发射卫星留下的火箭残骸、卫星解体时留下来的大大小小零件和碎片,这些碎片的数量早已超过千万,它们都是未来航天发射的潜在拦路虎。

由于地球周围包裹着大气层,即使在400公里以上的高度也依然有稀薄的空气存在,所以大多数的卫星和碎片会最终坠入大气层烧毁。即便如此,国际空间站每年还是会遭到数十次小碎片撞击,为了躲避更大的碎片,各国的卫星不得不时常消耗宝贵的燃料进行轨道机动。

月球表面没有大气,如果一个航天器失去控制,它会一直在环绕月球的轨道上飞行几千甚至几万年。我们很难精确计算这些失效航天器的轨道,也几乎无法跟踪它,一旦未来我们向月球发射新的探测器或载人飞船,这些失效的飞船就将成为致命威胁。为了消除隐患,各国都会在环月卫星失效前控制它撞向月面。

尽管中国的嫦娥一号、二号月球探测器拍摄了海量的月表照片,但我们现在所熟知的许多月球照片都来自同一台机器,它就是美国在2009年发射的“月球侦察轨道器(LRO)”它上面搭载的高分辨率宽场和窄场相机被称为LROC。

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LROC拍摄了许多著名的照片,世界各国向月球发射的所有着陆器,无论死活都逃不过它的法眼。包括前苏联的月船、美国的6架阿波罗飞船、我们的嫦娥,还有印度的月船(残骸)。

LRO本身是用于科学研究的科学仪器,它主要用来绘制月球表面的超精细地形图,同时还追踪陨石撞击月球溅起的灰尘,以便探测月尘中的化学成分。这需要好运气,你并不总能碰到陨石撞击。所以当得知嫦娥四号计划在月球背面着陆时,NASA就跟我们联系,试图取得嫦娥四号的轨道参数,甚至提出要在着陆器上安装他们的信号应答机,对这种无理要求我们当然不答应。最后LRO也没拍到嫦娥着陆时吹起来的月尘。

LRO科学团队通过国际空间组织公开了大量月球表面的科学资料,尽管最核心的部分他们不会公布,但这也为我们的月球探索提供了许多有益的参考。

“科学无国界”指的是科学理论为全人类所共有,科学家都有他们的祖国。各国科学技术的合作需要建立在平等互利的基础之上,你不可能总在索取而不分享,那样人家只会告诉你一个大概。我没有时间去计算LRO环绕月球飞行的轨道,只知道它在12月2日拍下了嫦娥五号降落后的照片,在12月1日飞过嫦娥四号的上空。那么在12月8日7时30分,LRO是否“恰巧”过顶月面经纬度0度、南纬30度附近、刚好拍下嫦娥五号上升器降落月面瞬间腾起的月尘?如果过几天LROC团队发布了新照片,我们就能知道答案了。

对于嫦娥工程团队而言,上升器已经圆满完成了它的使命,并且燃料充足、轨道可控,什么时候让它着陆、撞击月球哪个位置都是可以操作的。而对于LROC团队,他们需要实拍一次大撞击来了解月球更多的秘密,嫦娥五号提供了一个共同合作的机遇,能不能抓住需要科学家的智慧。