24.“嫦娥五号”取回第一杯中国月壤
2020年12月17日凌晨,“嫦娥五号”返回器带着1731g“月球土特产”安全着陆,标志着我国探月工程完美收官。
2004年,中国正式开展月球探测工程,并命名为“嫦娥工程”。整个中国探月工程分为“绕”、“落”、“回”三步走,“嫦娥五号”月球探测器完成的,就是第三步“回”。
嫦娥五号由长征五号“胖五”火箭携带发射,其主要结构包括轨道器、返回器、上升器和着陆器四部分。它的主要任务是从月球土壤中取样,再从月球返回。它顺利解决了取样、上升、对接和高速再入等四个主要技术难题。“嫦娥五号”到达月球轨道后,轨道器和返回器绕月飞行,着陆器和上升器在月面着陆,着陆器用搭载的采样装置采样后,将样本装入上升器,随后上升器从月面起飞,与轨道器组合体对接,把采集的样品转移到返回器后,与组合体分离。之后轨道器携带返回器启动,从环月轨道直接返回地球,返回器与轨道器在即将再入大气层前分离,通过“半弹道跳跃式”返回技术,最后降落在了我国北方的内蒙古草原上。
“嫦娥五号“实现了我国开展航天活动以来的四个“首次”;首次在月面自动采样:首次从月面地球。首次在38万千米外的月球轨道上进行无人交会对接;首次带着月壤以接近第二宇宙速度返回地球。
阅读上述材料,回答下列问题
(1)火箭发射时,塔架下巨大水池上方的“白雾”涉及的物态变化主要有哪些?嫦娥五号的燃料用液氢的原因是什么?
(2)进入月球轨道时,嫦娥五号通过向前喷气来减速制动,这样做的原理是什么?改变其运动状态的力的施力物体是什么?
(3)请分析“半弹道跳跃式”返回过程中总的能量转化情况,并说出这种转化的方式。