DN斷的分離與回收詳解
實(shí)驗(yàn)的目的是Hg(NO3)2和Cu(NO3)2的實(shí)驗(yàn)室廢液中回收金屬汞和銅.因此第一步是將對(duì)應(yīng)的化合態(tài)的金屬轉(zhuǎn)化為固體金屬,由于銅汞的活動(dòng)性都比較差,所以可以選用活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬進(jìn)行置換,可以選擇價(jià)格低廉來源較廣...
問題:長征五號(hào)奔月后只回來個(gè)回收倉,那么其他的設(shè)備去哪里了?
簡(jiǎn)單的說,就是都丟了。
這是航空航天的一個(gè)最大特點(diǎn),就是大馬拉小車,小車?yán)『校詈篑R和車都丟棄了,就回來個(gè)小盒,無人探測(cè)叫返回器,載人飛船叫返回艙。
因此,所有的發(fā)射任務(wù),有的是有去無回,像一些無人探測(cè)器一旦發(fā)射,就有去無回了。而如果有返回任務(wù)的航天器,巨大的發(fā)射重量,回來的只有那么一點(diǎn)點(diǎn)。
“土星五號(hào)”運(yùn)載火箭。
上世紀(jì)的1969年到1972年,美國NASA先后成功實(shí)現(xiàn)了6次載人登月任務(wù),采用的是飛船,每次3名宇航員,其中1位乘坐軌道艙守在月球軌道,2名宇航員乘坐登月艙登陸月球。因此迄今為止,真正在月球踏上自己腳印的人類有12位。
載人登月飛船,采用“土星5號(hào)”運(yùn)載火箭發(fā)射。“土星5號(hào)”是迄今世界上使用過自重最大的運(yùn)載火箭,高達(dá)110.6米,起飛重量達(dá)3038.5噸,總推力可達(dá)3408噸,月球軌道運(yùn)載能力45噸,近地軌道運(yùn)載能力118噸。
當(dāng)“土星五號(hào)”把飛船送入地月轉(zhuǎn)移軌道后,它的任務(wù)就完成了。它龐大的身軀主要由燃料和箭體組成,燃料在發(fā)射時(shí)就快速消耗,消耗完一級(jí)火箭,那一級(jí)火箭就脫落墜毀或在大氣層燒毀了,當(dāng)飛船進(jìn)入地月軌道時(shí),整個(gè)“土星五號(hào)”近3000噸就完全消失了。
這里說的“解體”,不是任務(wù)失敗的解體,而是說在任務(wù)執(zhí)行過程中,飛船一步步拆解丟棄的過程。
載人登月的飛船長25米,總重為46噸,去月球時(shí)是一個(gè)整體。這個(gè)整體包括約6噸的錐形指令艙、約25噸的圓筒形服務(wù)艙,約14噸的登月艙,以及3名宇航員。到達(dá)月球環(huán)繞軌道后,14噸的登月艙就適時(shí)與飛船脫離,載著2名宇航員降落月球;另一名宇航員就留在指令艙里,與服務(wù)艙組成軌道艙,繼續(xù)環(huán)繞月球運(yùn)行,等候接應(yīng)登陸月球的宇航員回來。
登月艙分為下降段和上升段,宇航員完成任務(wù)后和取得月樣一起隨著上升段返回月球軌道,下降段就遺棄在月球表面。上升段重約4.7噸(其中燃料2.6噸),利用下降段為發(fā)射平臺(tái),與下降段脫鉤起飛到月球環(huán)繞軌道,與等候在那里的軌道艙對(duì)接后,宇航員爬進(jìn)指令艙,上升段就也丟棄了,最終會(huì)墜落在月球上。
隨后,服務(wù)艙和指令艙提速脫離月球軌道,進(jìn)入月地轉(zhuǎn)移軌道。回到地球環(huán)繞軌道后,指令艙與服務(wù)艙脫離,服務(wù)艙最終的命運(yùn)是墜入大氣層燒毀,而指令艙則變身返回艙載著宇航員進(jìn)入大氣層,最終安全濺落在海里或降落在地表。
這就是飛船的整個(gè)“解體”過程。這艘出發(fā)時(shí)起飛重量達(dá)3038.5噸的登月任務(wù),真正返回地面的只有3噸的返回艙,只是出發(fā)時(shí)重量的0.1%。
長征五號(hào)遙五運(yùn)載火箭和嫦娥五號(hào)探測(cè)器。
嫦娥五號(hào)發(fā)射采用長征五號(hào)遙五運(yùn)載火箭,這是我國新一代大推力低溫液體運(yùn)載火箭,全長近57米,起飛重量約870噸,起飛推力超過1000噸。其近地軌道運(yùn)載能力為25噸,地球同步轉(zhuǎn)移軌道14噸,地月轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力為8噸。
當(dāng)長征五號(hào)遙五運(yùn)載火箭把嫦娥五號(hào)探測(cè)器運(yùn)送到地月轉(zhuǎn)移軌道后,它的任務(wù)就完成了,也就是其重達(dá)870噸的箭體就消耗殆盡,殘骸墜落進(jìn)大氣層燒毀了。
嫦娥五號(hào)無人探測(cè)器總重量為8.2噸,由軌道器、返回器、登月器三大部分組成,其中登月器也像任務(wù)的登月艙一樣分為著陸器(下降段)和上升器兩部分,軌道器有點(diǎn)像任務(wù)的服務(wù)艙,返回器就像指令艙。除了沒有載人,嫦娥五號(hào)的整個(gè)運(yùn)作過程就是一次登月任務(wù)的重演。
當(dāng)嫦娥五號(hào)到達(dá)月球軌道,被月球引力捕獲后,就圍繞著月球運(yùn)行,到達(dá)一定高度并且穩(wěn)定后,就會(huì)釋放登月器,軌道器和返回器留在月球環(huán)繞軌道等待接應(yīng)登月器的上升器。登月器登陸月球后,安裝在著陸器上的取樣設(shè)備,就采取鉆取和表取兩種方法,取得一部分月巖和一部分月壤,約兩公斤。
取樣完成后,上升器就與著陸器脫鉤,并以著陸器為發(fā)射架,點(diǎn)火起飛返回月球軌道,與軌道器對(duì)接。對(duì)接完成后,上升器會(huì)將帶回的月樣轉(zhuǎn)移到返回器里,然后與軌道器脫鉤,自然墜毀到月球。這樣著陸器和上升器整個(gè)登月器就全都留在了月球上。
隨后,軌道器啟動(dòng)加速,進(jìn)入月地轉(zhuǎn)移軌道,返回到地球環(huán)繞軌道,然后釋放返回器。軌道器最終自己墜毀在大氣層燒毀,返回器進(jìn)入大氣層,最終降落在地表,如果這個(gè)小罐罐罐體沒有在大氣層燒壞,月樣保存完好,任務(wù)就圓滿完成。
因此整個(gè)嫦娥五號(hào)任務(wù)起飛重量百噸,其余的都燒掉了墜毀了,返回的也就幾百公斤,或許還不到起飛重量的0.1%。
從上述飛天任務(wù)來看,每次消耗的都是天文數(shù)字,回收的卻是一點(diǎn)點(diǎn),因此航天是一種代價(jià)高昂的活動(dòng)。這才有了埃隆·馬斯克創(chuàng)辦的太空探索技術(shù)公司,致力于回收火箭的研究和開發(fā),現(xiàn)在已經(jīng)取得了突破和成功,我想未來采用這項(xiàng)技術(shù),發(fā)射成本就會(huì)大大降低。這并非本文討論范圍,就不展開說了。
這個(gè)突破至少并不限于以下幾點(diǎn):
1、月球取樣;2、月球上升器起飛返回月球環(huán)繞軌道對(duì)接;3、月樣轉(zhuǎn)移;4、月地轉(zhuǎn)移;5、樣品安全降落。這幾項(xiàng)活動(dòng)都是航天的首次,只有一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)失誤,整個(gè)任務(wù)就無法圓滿成功,因此這也是對(duì)航天的一大檢驗(yàn)。
實(shí)際上,這也是一次載人登月的預(yù)演,雖然載人登月比這種無人探測(cè)還要復(fù)雜很多,但如果這次任務(wù)能夠圓滿成功,就為我國未來載人登月取得重要經(jīng)驗(yàn),我國的載人登月任務(wù)將會(huì)較快的推上日程。
現(xiàn)在雖然嫦娥五號(hào)的發(fā)射是成功了,但并不代表嫦娥五號(hào)任務(wù)就圓滿成功了,甚至連一半成功也算不上。在未來的一些日子,嫦娥五號(hào)任務(wù)將進(jìn)入最關(guān)鍵和最難的時(shí)候,的航天人還一刻也不能松懈,他們必須更加精心的注視和操控著每一個(gè)步驟。
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