【時事聚焦】嫦娥五號踩了腳太空煞車!嫦娥五號完成中途修正後順利進入月軌,將首次在月球表面自動采樣!

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北京時間11月28日20時58分,嫦娥五號探測器經過約112小時奔月飛行,在距月面約400公里處成功實施3000牛發動機點火,約17分鐘後,發動機正常關機。根據實時遙測數據監視判斷,嫦娥五號探測器近月制動正常,順利進入環月軌道。

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近月制動是月球探測器飛行過程中關鍵的軌道控制之一。高速飛行的探測器在靠近月球時,實施「煞車」制動,目的是使其相對速度低於月球逃逸速度,從而被月球引力捕獲。

11月24日22時6分,嫦娥五號探測器3000N發動機任務2秒多,順遂完成第一次軌道批改,持續飛向月球。截至今朝,嫦娥五號探測器各零碎狀況優越,已在軌翱翔飛翔約17個小時,間隔地球約16萬千米。

嫦娥五號探測器在翱翔飛翔進程中,受各類身分影響,會發生軌道誤差,需求測定探測器現實翱翔飛翔軌道與設計軌道之間的誤差,完成對應的軌道節制,確保探測器一直翱翔飛翔在恰當的軌道上。

嫦娥五號義務發射入軌精度很高,本次軌道批改量很小。

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此次發射義務是長征系列運載火箭的第 353 次發射,也是長征五號系列運載火箭第二次應用性發射,此前已勝利發射我國初次火星探測義務天問一號探測器。

而嫦娥五號義務是完成中國探月工程「繞、落、回」三步走的收官之戰,同時也是中國今朝手藝難度最大、零碎構成最龐雜的太空義務之一。這將是人類時隔44年再次從月球帶回巖石和泥土樣品——上一次月球采樣前往義務,照樣1976年蘇聯的月球24號。

中國太空科技團體五院嫦娥五號探測器整體副主任設計師李青在接管中新社「焦點面對面」專訪時透露表現,嫦娥五號義務周期約23天,將在月球外面經由進程鑽取、表取兩種體式格局采集約2公斤月壤前往地球。

「中國嫦娥五號探測器的目的義務是:完成月面主動采樣前往,采集約2公斤月球樣品前往,展開月球樣品空中分析研究。」李青透露表現,嫦娥五號義務翱翔飛翔進程分為發射入軌、地月轉移、近月制動、環月翱翔飛翔、著陸下落、月面任務、月面上升、交會對接與樣品轉移、環月守候、月地轉移、再入收受接管11個階段,總翱翔飛翔時候約23天。

據了解,嫦娥五號探測器零碎是迄今為止中國研制的最為龐雜的太空器零碎之一,由軌道器、前往器、著陸器和上升器4部份構成,分為15個分零碎。依照法式,嫦娥五號探測器將於11月下旬上岸月球,降落在月球最大的月海風暴洋北緣的呂姆克山四周,接納約2公斤的月球泥土樣品。

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嫦娥五號任務的11個階段

張宇

嫦娥五號從發射入軌到返回器再入回收,一共要經歷11個飛行階段:

一是發射入軌階段。嫦娥五號將由運載火箭發射,進入到地月轉移軌道的飛行階段,開啟探月返回的旅程。

二是地月轉移階段。嫦娥五號完成器箭分離,並展開相應太陽翼,逐步進入預定軌道。地月轉移段飛行時間大約為112個小時,為了確保探測器按照預定軌道順利到達近月點,期間要進行多次中途修正。

三是近月制動階段。嫦娥五號繼續在目標環月飛行軌道正常行進,並在近月點進行減速制動,以合適的運動速度進入到環月圓軌道,最終進入的軌道距離月面200公里左右,近月制動時段長達1天。

四是環月飛行階段。嫦娥五號在環月飛行軌道中行進到動力下降初始點,並在該階段完成軌道返回組合體和著陸上升組合體的分離,著陸上升組合體分離後要進行降軌、變軌,軌道返回組合體將繼續環月飛行,等待上升器的到來。

五是著陸下降階段。嫦娥五號著陸上升組合體將從下降初始點開始進行月面軟著陸,並經過主減速段、接近段、懸停段、避障段、緩速下降段和自由下落段等多個階段,尋找合適的月面完成軟著陸,整個著陸下降的過程將維持15分鐘左右。

六是月面工作階段。嫦娥五號著陸上升組合體將在月面停留約2天,完成設定任務。通過有效載荷設備完成月面科學探測,通過采樣封裝設備完成月壤的鑽取、表取以及封裝。月面工作的時間非常緊張,僅有2天的時間,與此同時,著陸上升組合體與軌道返回組合體必須同時進行下一個階段的準備工作,為月球軌道交會對接和樣品的轉移做好萬全的準備。

七是月面上升階段。上升器將經歷垂直上升、姿態調整和軌道射入三個階段,進入到相應的環月飛行軌道,此次月面發射的窗口期很短,上升器和軌道返回組合體要精準考慮測控需求、光照需求以及姿態控制要求,以確保交會對接的順利完成。

八是交會對接與樣品轉移階段。從上升器進入環月飛行軌道開始,通過遠程導引和近程導引技術,上升器與軌道返回組合體逐步完成交會對接,上升器中存放的月球樣品通過軌道器轉移到返回器中。

九是環月等待階段。嫦娥五號軌道返回組合體從對接艙分離並進入月地入射點,在環月等待段飛行過程中,軌道返回組合體進行1次軌道維持,等待月地入射窗口的到來,全力以赴做好返回地球的準備。

十是月地轉移階段。嫦娥五號軌道返回組合體帶著月球采樣產品從月球滿載而歸,經歷多次中途修正之後,在距離地球5000公里高度處,實現軌道器和返回器的分離,返回器即將重新迎入地球的懷抱。

十一是再入回收階段。嫦娥五號返回器與軌道器分離後,軌道器進行規避機動,返回器則要經歷慣性滑行、地球大氣再入、回收著陸三個階段完成最後的降落。返回器首先以第二宇宙速度沖向地球,在進入地球大氣後,譚老師地理工作室綜合整理通過半彈道跳躍式再入返回技術重新跳出大氣層,再以第一宇宙速度進行降落,最終返回器打開降落傘,平穩安全地降落在預定地點。

1克月壤的「人情債」

都說科學無國界,尤其對於太空探索這種事關全人類的問題,但誰都知道,這是一句空話。

美國人一貫是政治掛帥。

380多公斤月壤樣本,美國曾經分享給多個國家。其中,盟友的待遇優厚。

加拿大的多倫多博物館就有成塊的月巖和成堆的月壤,連馬耳他這種小國都獲得了一整塊月巖。

然而,對於中國,美國人非常吝嗇。

1978年美國國家安全事務顧問布熱津斯基訪華時為了示好,向中國贈送了一些月壤。

這些月壤有多少呢?

即便是在中美關係轉好時期,美國人贈送的月壤,也只有1克。

可能很多人對1克沒有概念,可以看看這張圖。

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是不是覺得還不錯,至少還有「手指頭」大小。看到月壤前面圓圓的東西了嗎?那是放大鏡。

不過,1克月壤也是月壤,如果美國不送,中國的月球研究起步要更艱難。

中國科學家對其視若珍寶,拿出一半(另一半至今收藏在北京天文館),在1年內就發了11篇研究。

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後續還發表了3篇研究。

美國自己對待月壤的方法,只能用「暴殄天物」來描述。

NASA曾多次曝出丟失月壤的新聞。

1972年,加拿大獲贈了阿波羅17號帶回的一塊月巖,結果在1978年的巡回展出中被盜。

1977 年,美國贈予愛爾蘭的阿波羅11號月巖在都柏林Dunsink天文臺展出,結果在一場大火後不小心被扔掉。

2009年,荷蘭皇家博物館研究人員在檢測後發現,博物館收藏的「月巖」竟是一塊木化石。

而分布在美國本土50個州的月壤樣本,也時有丟失事件發生。

比如阿拉斯加州的月巖在博物館火災後被人撿走;前科羅拉多州長范德霍夫(John Vanderhoof)承認該州丟失的月巖在他手裡;新澤西州的政界人士根本不知道是否真的收到過月巖……

據2011年的新聞報導,NASA丟失的月巖、月壤有數百塊之多。

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當然,月壤是美國人的,他們自己怎麼糟踐,中國人也只能眼巴巴看著。

現在中國人通過自己的努力,也能上月球挖土了,等有了大量月巖、月壤,把美國的「人情債」還上了,也不用在盯著美國人的月壤,眼不見心不煩。

嫦娥五號發射成功後,NASA已經發出了請求:「希望中國和全球科學界分享中國探月工程所獲得的數據。」

中國向來重視國際科學合作,即便NASA不說,探月的所有研究成果也都發表在了「探月工程數據發布與資訊服務系統」網站上。

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美國科學家可以隨意取用。

值得一提的是,探月工程總師吳偉仁院士曾經說過,取回月壤後,要保存一份在湖南:

「毛主席曾說過‘可上九天攬月’,現在我們實現了‘九天攬月’,所以把月壤放到湖南也是對毛主席的一種告慰。」

現實映照於歷史的宏大敘事,可能就是理工男的浪漫吧。

另外,用毛主席這首詩來描述了中國太空拼搏發展的歷程,倒是非常貼切。

詩的完整結尾是:

可上九天攬月,可下五洋捉鱉,談笑凱歌還。

世上無難事,只要肯登攀。

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