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嫦娥五号成功发射!开启探月三步走收官之旅

时间:2020-11-25人气: 作者: 编辑部

嫦娥五号成功发射!开启探月三步走收官之旅(图1)


11月24日凌晨,长征五号遥五运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空,将运送嫦娥五号探测器至地月转移轨道,迈出中国首次地外天体采样返回的第一步。


这是中国探月工程“绕、落、回”三步走中的收官之战,更是中国航天领域迄今为止最复杂、难度最大的任务之一。


按照计划,嫦娥五号将成为中国首颗从月球采样后起飞的探测器,还将带着自动采集的约2千克月壤归来。


我们为什么要去月球“挖土”?

为什么嫦娥五号要选择凌晨升空? 

地月往返的探索之旅,又将经历哪些“步步惊心”的时刻?


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11月24日4时30分,长征五号遥五运载火箭发射

嫦娥五号成功发射!开启探月三步走收官之旅(图3)

航天科技人员在文昌航天发射场庆祝发射成功



为什么要去月球“挖土”?


作为地球唯一的“小伙伴”,月球是我们每个人从出生那天起就“最熟悉的陌生人”,是那个我们每当夜幕降临总会出现在天空中的仰望。


就像一面镜子,月亮映照着苍茫大地,也让我们从中更好地认识自己。月球探测的每一个大胆设想、每一次成功实施,都是人类认识和利用星球能力的充分展示。


月壤即月球的土壤,对地球人来说蕴藏着巨大的科学价值。


嫦娥五号成功发射!开启探月三步走收官之旅(图4)


嫦娥五号任务,既是收官之作,更是奠基之作。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表示,嫦娥五号任务是我国探月工程“绕、落、回”三步走中“回”这一步的主任务,要实现月球表面采样返回。这次任务是一次新的、更大的技术跨越。


“我们这次的目标是带回约2千克月壤。经过论证,2千克数量上不算少,工程上可实现。但作为对这次任务的考核,我们的目标是采样返回。采到样品返回地球,就是成功。”裴照宇说。


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长征五号遥五运载火箭发射升空



为什么嫦娥五号要选择凌晨升空?


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主要原因是便于奔月轨道设计、减少太阳活动影响、利于信号传播及观测等。


月球探测与火星探测一样,都属于深空探测。在火箭发射轨道设计上,要考虑到地月相对位置关系。


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此次发射嫦娥五号探测器,要在满足地球与月球位置关系的限制等条件下,在凌晨发射最有利于奔月轨道的设计。中国航天科技集团一院总体部设计师钱航表示。



为什么说嫦娥五号的每一步都“步步惊心”?


作为我国探月工程“绕、落、回”三步走中的收官之战,不同于中国探月工程嫦娥家族的其他探测器一去不复返,嫦娥五号将有望实现中国航天史上的多个“首次”。


每个“首次”都意味着全新的挑战,每一步都堪称“步步惊心”。


一是首次月面自动采样


嫦娥五号在月面着陆后,将使出浑身解数采集月壤,实现我国首次月面自动采样。当顺利软着陆在月球表面,嫦娥五号就开始了为期约2天的月面工作。


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由于对月壤状况不知情等一些,这次月壤采集只有一次机会,中国航天科技集团五院嫦娥五号探测器系统副总设计师彭兢表示。


二是首次月面起飞上升,全靠嫦娥五号“自己完成”


当完成月面工作后,嫦娥五号就要回家了,但嫦娥五号想带着月壤回来可不容易。运载火箭在月面起飞不同于地球有可控性,没有一马平川的起飞地,更没有成熟完备的发射系统。


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由于月球表面环境复杂,着陆器不一定是四平八稳的状态,这就给月面起飞带来更大的挑战。此外,这一切都要靠嫦娥五号自己在38万公里之外的月球上独立完成,难度和风险可想而知。”彭兢说。


三是首次实现月球轨道交会对接,“千里穿针、一气呵成”。


当着陆器托举上升器实现月面起飞上升后,嫦娥五号便开始一路飞奔。但仅靠上升器是不可能实现返回地球的,它需要飞到月球轨道上,在这里与轨返组合体交会对接,把采集到的月壤转移到返回器中。


嫦娥五号成功发射!开启探月三步走收官之旅(图10)


在38万公里外的月球轨道上进行无人交会对接不仅在我国尚属首次,也是人类航天史上的首次,这为嫦娥五号研制团队带来了极大的挑战。


“这种国际上的新兴方案,在地面上已经进行了上千次的模拟,但其难度却是千里穿针,要求一气呵成。”中国航天科技集团八院嫦娥五号轨道器技术总负责人查学雷说。


四是首次带月壤高速再入返回地球,打一个“太空水漂”。


当返回器带着月壤,从38万公里远的月球风驰电掣般向地球飞来,这时它的飞行速度是接近每秒11公里的第二宇宙速度,而一般从近地轨道返回的航天器速度大多为每秒8公里的第一宇宙速度。


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“可别小看了这每秒3公里的差别,就好像扔石头,同样一块石头,从一层楼扔下来的速度和从十几层楼扔下来的速度肯定不一样。”彭兢说。


为此,嫦娥五号探测器的设计师们创新提出了半弹道跳跃式再入返回技术方案,就像“在太空打水漂一样”,整个再入返回过程就是让返回器先高速进入大气层,再借助大气层提供的升力跃出大气层,然后以第一宇宙速度扎入大气层、返回地面。


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是什么,让他们探月追梦不止步?


梦想,恰如一颗力量惊人的种子,总能在历经风雨后破土而出、长成参天大树。


嫦娥五号成功发射!开启探月三步走收官之旅(图13)

1月12日,中国科学院院士、中国月球探测工程首任首席科学家欧阳自远在清华大学向青少年讲授科普知识


从立项到发射,嫦娥五号经历了近10年的艰辛奋斗。三千六百多个日夜,十多万人的努力和付出,终于将要迎来开花结果那一刻。


——是他,从少年到白头,拿着0.5克月壤发奋研究,一生为探月、逐梦不停歇。


1978年5月,美国送给中国一块1克重的月球岩石样品,国家决定一半用于科研、一半向公众展出。拿着0.5克样品,欧阳自远和全国各实验室的同事们用了4个多月发奋研究,很快就发表了14篇论文。


那时,欧阳自远的梦想就是能有一块中国自己采回来的月壤。


45年准备、论证,16年探月追梦。从年轻的科研人员到白发老院士,作为中国月球探测工程首任首席科学家的欧阳自远一干就是大半辈子,他和同事们完成了《中国首次月球探测立项报告》,并推动中国的深空探测越走越远。


“生命就这么长,要把最宝贵的时光献给祖国最需要的地方!是梦想让我们离目标越来越近。”欧阳自远说。


——是他们,从失败到成功,战高温、斗酷暑,用身体为火箭遮风挡雨、用青春为航天矢志奋斗。


作为火箭系统的“01指挥”,来自中国航天科技集团一院总体部的黄兵是对火箭最熟悉和了解的人之一。每次发射,这个爱跑步的航天专家就像一名战士,不顾海南的高温和热浪,丝毫不敢落下脚步,紧跟在火箭后面,小心翼翼地守护着。


——是他们,花小钱办大事,把每一分钱都花在刀刃上,指标不降、经费不超、工期不拖,精打细算地铺就了中国的探月之路。


中国探月工程是高效、低投入、高产出的典范,与美国动辄数亿美元的探测器相比,性价比极高。


“中国的探月工程,正是精打细算铺就了探月之路,送嫦娥上天、采月壤返回,充分体现了集中力量办大事的制度优势。”国家航天局探月与航天工程中心主管王正伟说。


嫦娥五号成功发射!开启探月三步走收官之旅(图14)

航天科技人员在文昌航天发射场庆祝发射成功


千万颗心,连着太空;亿万双手,托举航天。未来,中国人探索宇宙的脚步还将走得更远。



来源:新华网、网络等综合报道


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