嫦娥五号成功登陆月球，这七个知识点拿好不谢
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本文来自微信公众号：腾讯太空（ID：qqtaikong），作者：乔辉
据央视新闻消息，北京时间2020年12月1日23点左右，嫦娥五号着陆器成功在月面预定地点软着陆，成为我国第三个成功实施月面软着陆的探测器，该地点位于月球风暴洋北部吕姆克山脉（Mons Rümker）附近。
图注：嫦娥五号在月面上的情形（艺术图）
风暴洋是月球上最大的月海，南北约2500千米，位于面向地球一面的西侧，是一片广阔的灰色平原，由远古火山喷发形成的玄武岩构成。
图注：月球正面主要的月海。左上角红圈就是吕姆克山，也是本次嫦娥五号着陆区域
所谓的月海，是指月球月面上比较低洼的平原，用肉眼遥望月球有些黑暗色斑块。因此，月海虽然叫做“海”，但是实际上并没有水。
吕姆克山以德国天文家吕姆克（Carl L. C.Rümker）的名字命名，位于风暴洋北部，是由远古火山喷发形成，底部直径70千米，最高处比周围平原高出1.1千米。
一、为什么要选吕姆克山附近作为着陆地点？
图注：阿波罗15号宇航员在月球轨道上拍摄到的吕姆克山
科学家表示，着陆地点的选择首先要对地形、地貌、光照和通信等因素进行综合考虑，其次为了获得有独特科研价值的样品，还要避开美国和前苏联曾经采样的地区。
经过一番论证，科学家最终选定吕姆克山脉附近作为嫦娥五号着陆地区，这里存在大约13亿至20亿年前的玄武岩，获得这些玄武岩的同位素年龄，将有助于推进对月球火山活动和演化历史的认识。
需要强调的是，采样并非在吕姆克山上，而是在其附近较平坦的一个地区。
二、通过全新月球样品希望能解决什么重要问题？
此前，科学家通过对美国和前苏联带回的月球样品的研究表明，月球上的火山活动在35亿年前达到顶峰，然后减弱并停止。
但通过对月球表面的其他特征观测表明，某些区域可能含有最近10至20亿年前才形成的火山熔岩，这又说明月球上的火山活动可能停止得相对较晚。
图注：NASA月球勘测轨道飞行器拍摄到的吕姆克山
前面我们说到，吕姆克山脉附近存在大约13亿至20亿年前的玄武岩。科学家通过对这些岩石样本的研究，能够最终确认该区域火山活动是何时停止的，这将对月球的演化历史提供最重要的线索。
因此，当嫦娥五号把吕姆克山脉附近的样品带回地球后，科学家在实验室通过对这些样品进行分析，有望解决这个经典的难题。
三、嫦娥五号的两次太空“刹车”
自从11月24日发射以来，嫦娥五号经过112小时的飞行，11月28日才来到月球附近。
嫦娥五号来到月球附近后，点燃3000牛顿推力的火箭发动机反推“刹车”，经过17分钟的刹车减速，速度降低到能被月球引力捕获的程度，成功进入周期为8小时的环月轨道。
图注：反推发动机点火刹车（艺术图）
但此时的环月轨道并不是最终的轨道，只是临时的椭圆轨道，还要进行一次近月点刹车，才能把椭圆轨道变成圆轨道。
图注：嫦娥五号第一次刹车进入绕月的椭圆轨道，第二次刹车才进入圆轨道
11月29日20时23分，嫦娥五号探测器在近月点再次“刹车”，从椭圆环月轨道变为近圆形环月轨道，轨道高度距离月面约200千米。
四、嫦娥五号大展分身术
11月30日04时40分左右，嫦娥五号的“着陆器和上升器组合体”与“轨道器和返回器组合体”成功分离。
12月1日23点左右，“着陆器和上升器组合体”开始在反推发动机的托举下徐徐落向月面，“轨道器和返回器组合体”则继续沿着原来的轨道绕月飞行。
五、嫦娥五号如何采样？
图注：嫦娥五号在月面取样的情形（艺术图）
我们知道，美国通过阿波罗计划的六次载人登月，通过人工带回来381千克的月球岩石和土壤样品。前苏联则通过3次无人探测器取回总共330克的样品。而我们这次要取回至少2千克的月壤样本，难度还是非常大的。
科学家对于取样的难度早有心理准备，他们在地面上进行了各种模拟取样实验，最终决定用钻探取样和表面抓取取样两种形式。据悉，计划钻探取样0.5千克，表面抓取1.5千克。这些样品物质将装入上升器中，准备升空。
六、嫦娥五号要在月面停留多久？
这几天夜幕降临时，你抬头看一看月球就会发现，月球正处于其最圆时附近。对于位于月面西北角的吕姆克山区域来讲，正处于清晨时分。
我们知道，月球上的一个昼夜相当于地球上的一个月，大约28个地球日。月球由于没有空气保护，昼夜温差很大，白天可高达127摄氏度，夜晚可低至零下183摄氏度。
理论上讲，为了避免昼夜的极端温差损坏电子器件，嫦娥五号最好要在一个月球白昼时间内完成下降取样和上升入轨的过程。
但据此前官方透露出的消息看，本次嫦娥五号探测器只需在月面停留48小时。
七、月面上紧张忙碌的48小时
图注：上升器携带样品上升（艺术图）
上面我们也提到，嫦娥五号着陆组合体总共在月面只待48小时。这就要求嫦娥五号着陆组合体要在48小时内开展月面钻探取样、月面抓取取样、样品打包以及准备月面起飞等工作，真可谓是时间紧、任务重！
这样，作为吃瓜观众的地球人，接下来就会有密集的好戏看了，为嫦娥五号加油。