去月球“吃土”，它做到了！看探測(cè)器首次月球取樣返回

1969年7月13日發(fā)射的月球15號(hào)探測(cè)器之后在月球危海撞成碎片。而3日后發(fā)射的阿波羅11號(hào)則實(shí)現(xiàn)了人類首次登月。沒(méi)人知道，月球15號(hào)的失敗導(dǎo)致蘇聯(lián)試圖以第一個(gè)自動(dòng)月壤采樣探測(cè)器來(lái)超越阿波羅工程的計(jì)劃受挫了。

月球15號(hào)探測(cè)器

1970年9月12日，經(jīng)過(guò)了質(zhì)量重新驗(yàn)證計(jì)劃的月球16號(hào)發(fā)射升空。它承載著前任的使命，將飛至月球“吃土”并回到地球。

月球16號(hào)探測(cè)器

讓人感到遺憾的是，與月球15號(hào)受到了高度關(guān)注不同，當(dāng)時(shí)國(guó)際上對(duì)月球16號(hào)的關(guān)注非常少。沒(méi)有人意識(shí)到月球16號(hào)將會(huì)取得怎樣卓越的技術(shù)成就。

趕路3天，月球16號(hào)終于來(lái)到了月球附近，開(kāi)始繞月飛行。又過(guò)了兩天，月球16號(hào)開(kāi)始月面軟著陸。首先，月球16號(hào)點(diǎn)火制動(dòng)，開(kāi)始向月面降落。同時(shí)，探測(cè)器使用高精度雷達(dá)掃描月球表面，測(cè)量距離和下降速率。

然后，發(fā)動(dòng)機(jī)停止點(diǎn)火，月球16號(hào)開(kāi)始自由落體運(yùn)動(dòng)，快速下降，速度達(dá)到215m/s。自由落體6分鐘后，在距離月面600m處，發(fā)動(dòng)機(jī)再次點(diǎn)火，為探測(cè)器降速。

當(dāng)月球16號(hào)距離月面20m，制動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)停止點(diǎn)火，微調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，開(kāi)始為探測(cè)器調(diào)整姿態(tài)。距離月面2m時(shí)，微調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉，月球16號(hào)以2.5m/s的速度靜靜著陸月球。

月球16號(hào)落月示意圖

落月過(guò)程非常平穩(wěn)，四個(gè)著陸墊板也只是輕微地振動(dòng)了幾下。月球16號(hào)著陸在了豐富海，盡管周圍石頭很多但十分平坦，只有為數(shù)不多的小撞擊坑，適宜探測(cè)器活動(dòng)。

讓人意想不到的是，月球16號(hào)這次落月是在月夜進(jìn)行的，伸手不見(jiàn)五指，整個(gè)降落過(guò)程都看不見(jiàn)月面。在多普勒伽馬射線測(cè)量?jī)x的幫助下，月球16號(hào)安然無(wú)恙地著陸了。

之后，地面測(cè)控站收到了很強(qiáng)的信號(hào)，蘇聯(lián)宣布實(shí)現(xiàn)了第三次月面軟著陸，但沒(méi)有提到此次任務(wù)將收集月壤樣本并返回。

與此同時(shí)，月球16號(hào)正伸出一根90cm長(zhǎng)的鉆臂，就像從支架上伸出來(lái)的牙醫(yī)鉆頭一樣。這個(gè)采樣鉆頭非常靈活，可以抬起110°，旋轉(zhuǎn)180°，鉆入最深可到達(dá)鉆下35cm深。

月球16號(hào)的鉆頭非常靈活

月球16號(hào)開(kāi)始采樣工作，7分鐘后，鉆頭已來(lái)到了35cm深處的月壤。隨后，收集到的月壤被放入一個(gè)與鉆頭相連的容器。在月球16號(hào)收回鉆頭后，將月壤壓進(jìn)球形返回艙的密封艙中，之后密封艙關(guān)閉，探測(cè)器完成采集取樣。

接下來(lái)就是返回地球了。為了正常降落在哈薩克斯坦的拜科努爾發(fā)射場(chǎng)上，月球16號(hào)需要在特定的時(shí)間段里起飛。于是，在月面耐心等待26小時(shí)25分鐘后，月球16號(hào)上升發(fā)動(dòng)機(jī)根據(jù)地面指令點(diǎn)火，啟程返回地球。

月球16號(hào)落月返回過(guò)程

而下降級(jí)則永遠(yuǎn)留在月球上，提醒著后來(lái)者曾經(jīng)有過(guò)這樣一次短暫的訪問(wèn)。

留在月球上的下降級(jí)

飛行3天，月球16號(hào)回到了地球附近，它的返回艙在距離地球48000km處與儀器艙分離，以11km/s的速度進(jìn)入了地球大氣層。在返回的過(guò)程中，返回艙打開(kāi)了主降落傘并發(fā)出了搜索信號(hào)。而此時(shí)，大批的蘇聯(lián)軍人、航天工程技術(shù)人員以及搜索隊(duì)員正在地面上殷切地等待著月球16號(hào)的歸來(lái)。

月球16號(hào)回收

月球16號(hào)安全返回后震驚了世界，這表示蘇聯(lián)掌握了無(wú)人月球取樣返回技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)能夠以遠(yuǎn)低于阿波羅工程的成本進(jìn)行探月，并且不需要航天員用生命來(lái)冒險(xiǎn)，探測(cè)器還能夠著陸到月球的任何地方。

盡管無(wú)人探月有諸多好處，但它也有許多缺點(diǎn)，不能夠代替載人探月。在此次任務(wù)中，月球16號(hào)取回了105g月壤，這與阿波羅工程相比微不足道，因?yàn)榘⒉_工程中每次任務(wù)都會(huì)帶回20kg以上的月壤樣本。并且，月球探測(cè)器的搜集與選擇月壤樣本的能力也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及航天員。

月球16號(hào)采集的月巖

參考文獻(xiàn)/《奔向月球》《蘇聯(lián)/俄羅斯探月歷程》