嫦娥五号还在等什么？为什么不直接返回地球？

2020年11月24日4点30分，我国的嫦娥五号从文昌航天发射场发射升空，从此成为万众瞩目的焦点，在接下来的时间里，嫦娥五号顺利地完成了“近月制动”、“组合分离”等一系列关键步骤，并于12月1日23时11分在月球表面的“吕姆克山脉”附近成功着陆。

（图片来自CNSA）

在完成了月球样本的自动采样和封装工作之后，嫦娥五号的“上升器”于12月3日23点10分从月球表面起飞，然后在2020年12月6日5点42分成功地完成了与“环绕器”的交会对接，并于当日6点12分和12时35分，成功地完成了“样本转移”以及“对接组合体分离”。

我们都知道，接下来嫦娥五号将会返回地球，开启“回家之旅”，然而在接下来几天里，嫦娥五号却一直在围绕着月球运行，直到今天（2020年12月12日）9时54分，嫦娥五号才第一次实施了月地转移入射，其运行轨道改变为近月点高度约200公里的椭圆形轨道，然后继续在这个轨道上等待。

（图片来自CNSA）

总而言之，翘首等待的我们迟迟没有看到“嫦娥五号已经启程”的消息，这不禁有点让人疑惑，嫦娥五号还在等什么？为什么迟迟没有开启“回家之旅”呢？下面我们就来一起了解一下。

嫦娥五号为什么不直接返回地球？

有人曾经戏称，我们人类的航天水平目前只是处于“石器时代”，这话指的就是，我们人类目前使用的化石燃料相对比较“原始”，通常来讲，我们要将地面上的一个具有一定质量的物体送入太空，往往需要消耗数十倍于该物体质量的燃料。

（图片来自CNSA）

燃料本身也是有质量的，这就意味着，如果航天器携带的燃料过多，那么就会大大地增加发射压力，甚至根本就无法正常升空。正因为如此，嫦娥五号所携带的燃料量是经过精心计算的，我们必须充分地利用宇宙中的各种外部条件，才能保证嫦娥五号顺利地返回地球。

由于有利的外部条件并不是一直都存在，因此嫦娥五号就需要等待最佳时机的出现，这个时机就被称为“月地入射窗口”。

“月地入射窗口”在什么情况下才会出现？

首先需要考虑的是地球和月球之间的距离，在月球围绕地球公转的过程中，它与地球之间距离也会出现变化，最近的时候约为36.3万公里，而最远的时候则为40.6万公里，显而易见的是，嫦娥五号应该选择在月球离地球最近的时候开启“回家之旅”。需要注意的是，在这个基础上，我们还需要考虑另一个因素。

（图片来自CNSA）

上图为我国的探月工程三期再入返回飞行试验路线图，在该任务中，“嫦娥五号T1试验器”完美地完成了“从月球回家”这一目标，从而为现在的嫦娥五号提供了重要的参考数据和经验。从中我们可以看到，“嫦娥五号T1试验器”沿着一个极为狭长的椭圆形轨迹，精确地返回到地球表面的预定位置——内蒙古四子王旗。

如上图所示，地球围绕太阳公转的轨道平面（黄道面）与月球围绕地球公转的轨道平面（白道面）其实是有一个夹角的，简单来讲就是，在月球围绕地球公转的过程中，月球有时候位于黄道面之上，有时候则位于黄道面之下。

由此可见，如果嫦娥五号想要在不需要额外燃料的情况下，精确地降落在内蒙古四子王旗，就必须要考虑月球相对于黄道面的位置。

总而言之，“月地入射窗口”的确定主要就是基于以上两个因素的综合考虑，因此可以说，嫦娥五号现在正在等着一个返回地球的最佳时机，而此次嫦娥五号实施的第一次“月地转移入射”，就意味着嫦娥五号的“回家之旅”即将开启。

值得一提的是，在前些日子里，嫦娥五号已经顺利地完成了“在月表采样”、“从月表起飞”以及“在月球轨道上的无人交会对接”等一系列全新的高难度挑战，而接下来的环节虽然难度也很高，但是我国其实已经有了很多成功的经验，并不是“摸着石头过河”，因此我们完全有理由相信，嫦娥五号探月任务一定会圆满成功。

---

好了，今天我们就先讲到这里，欢迎大家关注我们，我们下次再见。