嫦娥五號(hào),重大進(jìn)展!
28日20時(shí)58分,嫦娥五號(hào)探測器經(jīng)過約112小時(shí)奔月飛行,在距月面約400公里處成功實(shí)施3000牛發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火,約17分鐘后,發(fā)動(dòng)機(jī)正常關(guān)機(jī)。根據(jù)實(shí)時(shí)遙測數(shù)據(jù)監(jiān)視判斷,嫦娥五號(hào)探測器近月制動(dòng)正常,順利進(jìn)入環(huán)月軌道。
嫦娥五號(hào)探測器近月制動(dòng)的原理是什么?后續(xù)還將承擔(dān)什么任務(wù)?一起來了解。
近月制動(dòng):關(guān)鍵“剎車”確保被月球捕獲
近月制動(dòng)是月球探測器飛行過程中關(guān)鍵的軌道控制之一,目的是使其相對速度低于月球逃逸速度,從而被月球引力捕獲。
簡單地說,地月轉(zhuǎn)移軌道就像一條從地球通往月球的高速路,而火箭與探測器的分離點(diǎn),就是入口。經(jīng)過一段時(shí)間飛行,嫦娥五號(hào)探測器在即將到達(dá)月球的時(shí)候要從出口駛離高速,這時(shí)需要將速度降下來,才能到達(dá)環(huán)月軌道。
嫦娥五號(hào)探測器副總指揮 張玉花
靠近月球的時(shí)候,要減速被月球引力捕獲。當(dāng)?shù)竭_(dá)靠近月球軌道的近地點(diǎn)時(shí),要點(diǎn)火,形成環(huán)月軌道,這就是近月制動(dòng)。如果不踩剎車,它就會(huì)從月球邊上飛過去了。
專家介紹,近月制動(dòng)的這一腳“剎車”,在嫦娥一號(hào)的任務(wù)中就已掌握。不同的是,這一次的近月制動(dòng)對于精度要求更高。
通過近月制動(dòng),嫦娥五號(hào)探測器成功到達(dá)月球軌道之后,才能夠繼續(xù)開展后續(xù)月球采樣的相關(guān)準(zhǔn)備工作。所以,近月制動(dòng)也是后續(xù)工作展開的重要基礎(chǔ)。
后續(xù)還需進(jìn)行一次近月制動(dòng)
據(jù)了解,盡管嫦娥五號(hào)探測器已經(jīng)成功進(jìn)入月球軌道,但后續(xù)還需進(jìn)行一次近月制動(dòng),將軌道調(diào)整到可以執(zhí)行著陸等動(dòng)作的高度。
此前,在嫦娥三號(hào)、嫦娥四號(hào)任務(wù)中進(jìn)行近月制動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)推力達(dá)到了7500牛,而此次重量達(dá)到8噸的嫦娥五號(hào)探測器,使用的卻是3000牛的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行近月制動(dòng)。為了解決重量變大,但推力較小的問題,此次嫦娥五號(hào)任務(wù)選擇通過兩次近月制動(dòng),完成月球捕獲。
嫦娥五號(hào)總體主任設(shè)計(jì)師 孟占峰
因?yàn)樘亓?,我們第一次剎車先捕獲成一個(gè)環(huán)月的大橢圓軌道,這個(gè)軌道周期是約8個(gè)小時(shí)。我們在這上面轉(zhuǎn)3圈,經(jīng)過一天之后,再進(jìn)行第二次近月制動(dòng),最終才進(jìn)入200公里的環(huán)月圓軌道。
十幾個(gè)重要控制需在一周內(nèi)全部完成
第二次近月制動(dòng)完成后,嫦娥五號(hào)任務(wù)就進(jìn)入到控制任務(wù)最為緊湊的階段,大量重要、密集的動(dòng)作需要在一周的時(shí)間內(nèi)完成。
首先是要完成四器分離,形成軌道器與返回器,著陸器與上升器的兩兩組合體。隨后控制軌返組合體在環(huán)月軌道上繼續(xù)運(yùn)行,進(jìn)行四次軌道控制后進(jìn)入到交會(huì)對接的目標(biāo)軌道。還要控制著上組合體完成動(dòng)力下降,著陸月面后開始工作。
嫦娥五號(hào)任務(wù)北京總調(diào)度 劉建剛
著陸月面之后,我們要在月面48個(gè)小時(shí)之內(nèi),開展月面采樣和起飛準(zhǔn)備的工作。月面起飛了之后,著上組合體同樣要進(jìn)行4次遠(yuǎn)程導(dǎo)引控制,到達(dá)一個(gè)交會(huì)對接的位置,然后組織交會(huì)對接和樣品轉(zhuǎn)移。大概有十幾個(gè)重要控制需要在一周的時(shí)間內(nèi)全部完成。
首次月球采樣擬獲2公斤樣品
此次嫦娥五號(hào)任務(wù)將執(zhí)行我國首次月球采樣任務(wù),計(jì)劃在月球獲取2公斤左右的樣品并帶回地球。專家介紹,采樣2公斤的重量經(jīng)過了多方考慮,結(jié)合了火箭運(yùn)載能力,最大程度保證任務(wù)成功。
為了提高采樣的可靠性,增加樣品的多樣性,嫦娥五號(hào)任務(wù)將通過鉆取和表取兩種方式采集樣品。據(jù)了解,初步設(shè)計(jì)安排是鉆取0.5公斤,表取1.5公斤。
專家表示,嫦娥五號(hào)任務(wù)的主要目標(biāo)是完成月球采樣并返回。當(dāng)著陸器成功著陸月球表面后,要在有限時(shí)間里完成地形勘察、鉆取和表取等多項(xiàng)工作。盡管設(shè)定了2公斤的采樣量,但這并不能作為最終衡量任務(wù)成敗的標(biāo)準(zhǔn)。
為未來月球探測奠定基礎(chǔ)
這次嫦娥五號(hào)任務(wù)相對于已經(jīng)實(shí)施過的繞月探測、落月探測來說,是一次新的技術(shù)跨越。由于交會(huì)對接的軌道距離地球有幾十萬公里之遙,因此在通信方面會(huì)有延時(shí),這也就對測控以及無人對接的精度提出了更高的要求。
盡管新技術(shù)多,難度大,但嫦娥五號(hào)的實(shí)施將成為我國探月歷史上重要的里程碑。不僅如此,它還將為后續(xù)我國開展更為深入的月球探測奠定技術(shù)基礎(chǔ)。