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速构快报:已创造和将实现5个“中国首次”!嫦娥五号,等你回来

佛山 发布时间:2021-01-04 01:36 返回首页

  回家:重返地球的科技之路

  解放军报记者 张新

  特约记者 张未 宋星光

  离别10多天,嫦娥五号踏上了回家之旅!  

  嫦娥“游子”归心似箭,祖国母亲期许满满。38万公里漫漫回家路,嫦娥五号每走一步,都让国人无限牵挂。

  月光照亮了“嫦娥”回家的路,也照亮了中国探月梦想的天梯。

  国家航天局探月与航天工程中心副主任、嫦娥五号任务新闻发言人裴照宇介绍说,此次嫦娥五号探月返回任务,已创造和将实现5个“中国首次”:一是地外天体的采样与封装,二是地外天体的起飞,三是月球轨道交会对接,四是携带样品高速地球再入,五是样品的存储、分析和研究。

  如果一切顺利,嫦娥五号将把约2000克的月壤样品“打包”带回地球。

  不要小看这个数字,约2000克的目标决定了中国探月的分量,折射出一个国家航天实力的高度。

  “嫦娥”探月的背后,,是一项项技术难点的集智突破、一项项创新成果的破壳而生。这些科技成果架起了通往月球的天梯,让中国人走出了一条属于自己的探月之路。

  随着嫦娥五号探月任务进入尾声,中国探月工程“三步走”战略目标即将完成,中国人探索太空的脚步会迈得更大、更远。

  挑战一

  月面起飞

  “摘片月亮”难度大,捎上“特产”要平稳

  在顺利完成月球采样后,嫦娥五号上升器月面点火,轻盈地奔向等待它的太空“母港”——嫦娥五号轨道器和返回器组合体。

  自此,嫦娥五号正式踏上回家之旅。

  从月球出发,把约2000克月壤样品“打包”带回,是这次探月的核心任务。约2000克月壤样品,是月球送给我们的一份珍贵礼物。

  回家之路,遥遥38万公里,每一步都充满风险与挑战。

  嫦娥五号上升器跨出的第一步——从月面点火起飞,就是一个高难度科目,这是嫦娥五号的亮点,也是任务的难点。

  若飞行器在地球上发射,有专门的发射塔架,点火起飞位置经过精确测算,飞行轨道也是一遍遍计算好的。而月面起飞就不一样了——没有成熟完备的发射塔架,上升器只能站在着陆器身上发射。

  嫦娥五号上升器从月面起飞,不确定性非常大,可视为一次从月球发射航天器的无人试验。能否成功起飞关系到后面交会对接能否顺利实现,这一环节是交会对接的起点,需要上升器精确瞄准交会对接的轨道器和返回器组合体。

  正如嫦娥五号探测器系统副总设计师彭兢所言:“这个位置可能会存在一定的偏差,不像在地球表面可以精确到米,在月球上现在的指标可能就是百米量级,这些误差都会影响到入轨的精度。”

  经过一系列技术攻关,嫦娥五号科研团队开展了一系列试验验证,建立了一整套环环相扣的系统,实现了嫦娥五号上升器起飞时自主定位、定姿,护送上升器离开月球。

  所幸,中国航天人付出的一切努力,换来了嫦娥五号上升器的顺利飞天。

  挑战二

  交会对接

  “太空邮差”来帮忙,空中接力送“快递”

  从月面起飞后,嫦娥五号上升器便飞到月球轨道上。但仅凭一己之力将月壤样品送回地球,非其力所能及。它需要在月球轨道上与轨道器和返回器组合体交会对接,把样品交给返回器,让它完成接下来的旅程。

  20世纪70年代,苏联成功实施了3次无人月球采样任务,先后发射“月球16号”“月球20号”和“月球24号”探测器,从月球共带回300多克月壤样品。当时,苏联采用了探测器从月面起飞直接返回地球的方案,这种方案导致探测器需要携带大量燃料,而携带样品的能力却极为有限。

  经过几十年的实践探索,我国在载人航天领域已经熟练掌握了近地轨道交会对接技术。但在38万公里外的月球轨道上进行无人交会对接,还是人类探月史上的第一次。

  此前,嫦娥五号上升器与轨道器和返回器组合体成功上演“月宫之吻”,完成月壤样品的“收件”工作。两个航天器在月球轨道进行无人交会对接,“针尖”对“针尖”,对接相当精准,堪称中国探月的“神来之笔”。

  看似“神来之笔”,背后的技术却异常复杂、难度系数非常高,稍有不慎就会让轨道器这个“太空邮差”白跑一趟。

  过去,天宫一号目标飞行器采用的是“异体同构周边”式对接机构。然而,嫦娥五号上升器与轨道器和返回器组合体的重量相差较大,如果套用过去的“老模式”,一旦控制不好速度和彼此位置,上升器很可能被“撞飞”。这一次,嫦娥五号月球轨道交会对接采用了抱爪式对接机构。


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