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嫦娥五号探测器系列报道
更新日期:2020-11-28    作者:网络综合    编辑:admin    点击量:9576

嫦娥5号即将回家,四子王旗严阵以待,2千平方公里着陆区够吗?

来源:原创电动工具迷

2020-12-15

 

与以往不同,这次嫦娥五号回归地球将要采用的是前所未有的路线。而最新消息是四子王旗已经严阵以待,做好了迎接五姑娘回归地球的准备。那么嫦娥五号为什么要在月球轨道观光六天之久?这次采用了新的降落曲线,2000多平方公里的四子王旗着落场够不够五姑娘用呢?

采用小型发动机助力,充分利用月球轨道引力

嫦娥五号这次探月,主要目的是从月球挖2公斤的月壤样品返回地球。这就决定了两件事:一是要安全返回,二是要尽量轻量化,以便于携带样本。这两个因素就决定了在没有大推力火箭的情况下,所有的准备都要轻量化,并且要持续和稳定。

这样条件下,嫦娥五号开始在月球“灌香肠”,成功的采集了月壤的层理结构;通过“洛阳铲”多点采集了月球表面样品。装好之后,就首次从月面发射进入月球轨道,然后在月球轨道上转圈圈。

再采用微小推动力,借助环月轨道逐渐加速,变轨到大一点的椭圆轨道,逐渐摆脱月球的引力。然后,在地面测控站和自主控制辅助下,启动不同推力的发动机,进行轨道变更和微调。

这一步很有意思,每个发动机都有不同的作用,就拿第一次月地轨道转移修正来说,“轨返”组合上两台25N的发动机工作了28秒钟就完成了修正,能源消耗极小。

第二次月地转移入射,在距月面约230公里处成功实施四台150牛发动机点火,约22分钟后,发动机正常关机。根据实时遥测数据监视判断,轨道器和返回器组合体成功进入月地转移轨道。

巧妙搭配使用不同推力的发动机,借助轨道慢慢加速,不断修正。这样虽然时间上长了一点,但是却凝聚了科学家的精思妙想。最小燃料携带,最低成本,颇有点太极拳“借力发力”的意思,借助轨道力量将自己脱离轨道,实现变轨。

接下来,通过几次中途修正,就准备到地球轨道玩耍了。所以时间是长了点,但是意义深远。

一方面在现有火箭运力的情况下,巧妙的利用不同推力发动力组合,最大量级的将样品安全带回,同时也检验了我国深空网络控制系统性配合的严密性。另一方面也为未来我们在月球建立研究基地,长期和多次运送物资做了低成本、高安全性的预演。毕竟以后大规模采矿和运输时需要考虑成本的。对于时效性而言,没有搭载人员的返回器,迟一点回来也没关系,安全是第一位的。

采用“半弹道跳跃式”再入方式,太空“打水漂”真的不简单

为了安全的突破“黑障”,嫦娥五号将采用“半弹道跳跃式”再入方式进入大气层,这被形象称为“打水漂”。关于这一个曲线,只要记住这是钱学森爷爷早就准备好的,其他的我就不再多说了。

这个曲线不简单,我们嫦娥五号前期实验阶段就用过,当时T1试验器下降到距离地面60公里左右的高度时,返回器的特殊构造会与大气相互作用,产生上升力,让嫦娥五号跳出大气层,然后再次进入大气层。这一跳不简单,一是降低了速度,避免急剧高温;二是更加安全,让返回器有足够的时间准备。

第二次进入大气层的时候,相对速度就降低了,最后沿着抛物线下落,到距离地面10公里的高度,降落伞会打开,最终降落至预选着陆区四子王旗。

四子王旗着落场,我国航天器回归的首选站

四子王旗着陆场位于内蒙古中部的阿木古郎大草原,是我们国家最主要的航天着陆场,与美国肯尼迪航天中心主着陆场、俄罗斯载人航天住着陆场齐名。我国的神舟一号至神舟十一号飞船都在四子王旗主着陆场成功着陆。至于为什么选在这个地方,之前相关权威专家就给出了解释:

由于飞船运行轨道的特点,着陆场必须同时具备4个基本条件:一是必须在飞船多次经过的太空下面,或者说是飞船将从这个地区上空多圈次通过;二是场地要开阔,房屋和高大树木占地面积要少于千分之一,便于观察和地面、空中回收部队调运;三是地势平缓,地表坡度不能超过5度,坡长不能超过返回舱周长的5倍,也就是说,不能让飞船在地面打5个以上的滚,地表要结实,保证飞船软着陆后平稳等待回收;四是这一地区天气状况良好。

回到嫦娥五号任务上,经过T1的实验,已经验证了我们这个“打水漂”的方式安全并且可靠,在经历过多次着落任务锤炼之后,我们的地面测控站已经做好了准备,光学跟踪等系统都做好了预演,就等着嫦娥五号准备在大气层外面跳跃的时候,对其监测。

嫦娥五号第二次进大气层时速度是每秒7.6公里,已经算是比较慢的了。有了2014年实验舱的演练,经过6年我们的回收团队更加完美。通过查询,未来7天四子王旗除了寒冷以外,全是晴好天气,对于地面光学观测是十分有利的天气条件。

我们盼望着嫦娥五号顺利返回,就像6年前实验舱一样,给四子王旗的天空带去一片彩色。虽然是凌晨,但是也不影响我们想象。

想象着这一波彩色远比彩虹绚丽,因为她承载着的是我们国家在月球挖的第一捧土,也是我们探月工程“绕、落、回”的收官之作。

自此以后,我们将为载人登月、建立月球研究基地而奋斗。

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