地月平均距离约38万千米,每次有飞船探月,路线都是环绕到达的,要经过一次次的变轨,时间也很长,都说两点之间,直线最短,为什么不能直线飞上去呢,这其中的原因是大有道理的,每个国家的飞船发射都采取大同小异的方式,这涉及到很多的原因。而飞船不能直接飞到月球,需要环绕变轨,这背后也有多重原因,主要可以从经济成本、技术难度以及物理原理三个方面来解释。
首先从经济上看,飞船采取环绕式探月,更能节省燃料成本,很多人可能很吃惊,加大了路程和耗时,怎么还能节省燃料呢,这是因为环绕式探月可以巧妙的利用地球和太空中其它星球的引力提升速度,而不完全仅仅依靠燃料,从而减少燃料的使用量,飞船在环绕地球或其他天体飞行时,利用天体的引力场给飞船加速,这种原理叫做引力弹弓效应,这一方法可以有效摆脱地球引力显著提高飞船的速度。
反倒是直接飞往月球,要消耗更多的燃料,因为直飞对速度的要求要更快,而且还要克服更大的引力作用,所以速度的承受力更大,因此发射的成本也更高。即便是基金支持充足,飞船的载荷也是有限的,燃料已经占有了很大的比重,所以增加到可以维持直飞到达的量是比较困难的,只能在有限的燃料条件下尽可能的减少消耗达到月球,同时也提高有效载荷比,使更多的科学设备或货物能够被送上月球。
再从技术难度上进行考虑,直接飞行比环绕飞行的技术难度大得多。环绕飞行有一定的容错率,比如有偏轨的状况发生,有时间和技术进行及时的轨道调整,不影响后面的任务,因为月球轨道比较复杂,也可能会有突然的情况发生,环绕变轨能有效的应对不确定情况,降低技术风险、提高任务成功率。
之前很多这样的例子,通过轨道的调整最后成功探月,比如最近的一次印度月船三号,就是经过了几次变轨调整最终成功的,如果直接飞,这样的错误和燃油量都是没有办法继续的。相比之下,直接飞往月球对飞船的速度要求更高、对飞行控制能力要求更为精确,也大大增强了技术的难度和风险,目前来说是很大的技术挑战。
最后展望一下未来飞船的探月模式,短期内肯定还是以环绕为主的,因为这一技术已经比较成熟,飞船发射对财力和人力来说都是很大的消耗,所以成功是很重要的,最大可能的实现成功是任务的重点,而且对于很多国家来说,飞船技术尚处在起步和萌芽阶段,发展总是要循序渐进的进行的,所以环绕飞行一定还是首选。
当然,直接飞行也会渐渐出现,既然这个概念已经被讨论,就说明这个可能已经出现,随着航天技术的发展,航天一定是朝着更便捷更高技术的方向努力的,如果有这一发展意象,对于航天大国来说,一定早早的就要有所策略,因为一个飞船的发射需要长期的准备。直飞探月能不能实现,难归难,难也就意味着不是不可能,只要克服了上述问题,直飞就不是纸上谈兵,或许未来会有更大更持久动力的新燃料出现,飞行技术也会得到提升,这些都会促进技术的实现。
但是一项技术不是因为它难我们就要实现,太空探索是一个大工程,我们在技术的发展选择上也有所取舍,哪一项技术性价比更高,更有利于未来的发展,哪一个优先哪一个放后,都是考虑的内容,所以,直飞的技术会不会实现,什么时候实现,就让我们敬请期待吧。