还记得嫦娥五号轨道器吗?它又回来了。
要说这嫦娥五号轨道器可真是个劳动模范,它本是为嫦娥五号月球取样和返回使用的,在圆满完成任务后,又去了日地拉格朗日点L1处,验证从地球轨道前往L1点以及环绕L1点的轨控技术、掌握L1点的辐射、光照等空间环境参数,并进行了相关通信测试,给日后进行相关空间任务打下了基础,如今它再次圆满完成任务,正处于返回的途中,预估9月10日前后能到达月球轨道。
↑日地运行系统5个拉格朗日点示意图
↑嫦娥五号轨道器前往 L1拉格朗日点示意图
回来做什么?“劳模”肯定不会闲着的,首先它会与月球打个照面,利用月球的引力完成一次减速,那么接下来它会做什么?推测认为最大的可能性任务有四个,一个是探测金星,一个是探测近地小行星,还有就是做中继卫星试验和再探月球。
1,飞掠式探测金星
嫦娥五号轨道器回到地月系后,如果要探测金星,它可能会调整轨道近地飞掠地球,利用地球的引力弹弓效应增加速度,开启飞向金星的征途。嫦娥五号轨道器上携带有空间探测的基本仪器,比如重力环境测量仪、光学摄像机、光谱分析仪、激光或雷达测距仪、空间粒子探测器等,可以清晰获取所在空间或者所测量天体的相关数据,在今年的10月份,航天器赶往金星探测的窗口期将来临,这个时候召回嫦娥五号轨道器,也很可能正是为了利用10月份的奔金窗口期。
↑其他卫星环绕金星运行模拟图
推测嫦娥五号轨道器上还携带有一二百公斤的燃料,再加上地月引力弹弓的作用,前往金星也是可能的,但不知剩余的燃料能否完成金星对嫦娥五号轨道器的捕获,但只要能到达金星,再对金星进行一两次飞掠是没有问题的,轨道器可以在飞掠的时候完成对金星的探测,然后还可以利用金星的引力弹弓效应飞往其他星球,如果速度足够大,它甚至可以到达木星,再对木星进行飞掠式探测,真能这样的话,嫦娥五号轨道器真可算是了不起的“劳模”了,但这一切都要看嫦娥五号轨道器中还剩有多少燃料来定。
2,探测近地小行星
如果嫦娥五号轨道器中剩余的燃料过少,无法完成飞向金星的任务,那么它也可以在地月系及其附近等待探测近地小行星,有人还推算认为它可以探测编号为2016HO3的小行星,这是一颗直径只有40~100米左右的小行星,发现于2016年4月27日,它的运行轨道极其复杂,时而围绕太阳运行,时而围绕地球运行,其绕日运行的时间也是一年左右,和地球基本一样,但有时由于距离地球太近,而被地球引力捕获,这个时候它又会开始围绕地球运动。天文学家根据其轨道参数计算,认为它已经有将近一百年都是在围绕地球运行,可以说是地球的准卫星,并且在之后数百年中它都会继续绕地运行,但最终它仍然会脱离地球引力而绕日飞行,但又很可能会在未来的某一时刻重入地球轨道,再次成为地球的准卫星。
↑2016HO3小行星的运行轨道(黄色)示意图,蓝色为地球轨道。
如此奇葩的小行星,还是值得嫦娥五号轨道器去看一看究竟的,我国航天部门曾在2019年4月份表示过要对它进行探测,而且对它的探测很容易做到,只需要在地月系统中略微改变一下飞行轨道就可以造访,并不需要耗费太多燃料,而嫦娥五号轨道器返回后首入月球轨道减速,也有利于开展对2016HO3的探测。
3,进行中继卫星试验
嫦娥五号轨道器是具有测控转发和数据中继通信功能的,所以也可以让它在月球轨道执行数据中继测试,为火星后续探测中的通信中继进行验证,但考虑到我国鹊桥中继卫星已经有比较成熟的中继通信技术,用嫦五轨道器来进行中继卫星试验的可能性比较小。
↑鹊桥中继卫星工作示意图
4,再探月球
众所周知,我国后续还将会对月球进行多次无人探测,未来还将载人登陆月球并建立常驻基地,进而还会开发月球,所以对月球的探测任务还多得很,比如下一步地对月球南极的登陆考察,所以嫦五轨道器也有可能会对月球某些地区的精细探测,不过考虑到它在月壤取样时已经进行过绕月探测,所以这种可能性也相对较小。
不同的探测任务有不同的科学意义,无论是探测金星还是探测月球和小行星,都对我国未来空间科学的发展有着重要作用,期待嫦娥五号轨道器的精彩表现继续上演。
参考资料:
《中国科学杂志社》9月1日文章《〈中国科学:技术科学〉嫦娥五号探测器专题II》
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