我们再来看看前苏联当年的探月工程。前苏联的月壤采集工程并没有轨道器环绕月球这个步骤,整个探测器被月球俘获后直接降落到月球上。采集月壤后,着陆舱被遗留在月球表面,推进舱+返回舱从月球表面点火上升,然后进入绕月轨道,在合适的时机进入月地转移轨道,最终回到地球。和中国的嫦娥5号相比,前苏联的月壤采集工程是没有轨道器的。
最终差距也非常明显,前苏联的能得到的月壤只能以克来计算。前苏联从月球带回来的月壤纪录如下:1970年,月球16号带回101克;1972年,月球20号带回30克;1976年,月球24号带回170克。这里插一句,前苏联这个探测器起名叫“月球X号”,的确没有什么创意,真的是以工程本身来命名。
前苏联月球车
以月球24号探测器为例,其重达5.7吨,虽然和嫦娥5号的8.2吨有差距,但和两者能带回的月壤重量相比,探测器重量的差距可以忽略不计。嫦娥5号是2公斤,月球24号是170克,两者带回的月壤质量相差11.7倍。
虽然嫦娥5号技术肯定比46年前的月球24号要先进得多,但这个差距也太惊人了,要知道,最近几十年,火箭的技术是没有多大进步的。
为什么差距这么大呢?秘密就在于有无轨道器。嫦娥5号的方案中,轨道器+返回器在绕月阶段是不需要消耗燃料的,此时只有小质量的“着上组合体”进行着陆、上升,所需燃料就少,这样就提高了轨返组合体的运载能力。
而苏联方案没有轨道器+返回器绕月等待对接,在着陆和上升的过程中,把返回地球的推进舱、返回地球所需的燃料以及返回舱都带上了。这一部分的质量是很大的,因为返回地球所需的燃料质量大,返回舱为了抵御大气摩擦舱壁也很厚,这就极大增加了多余的燃料消耗,也就降低了携带月壤的质量。
采用“着上组合体”和“轨返组合体”分离的方案,对于姿态控制和对接技术就有了很大的挑战。美国阿波罗登月是有人操控的,所以可以有较大冗余,出现较小的失误也可以人为矫正。但是对于嫦娥5号来说,是需要极高的智能化操控技术的。当然,中国的方案,或许还有另一个目的:为载人登月做准备。