第02版:科技新风
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嫦娥“五姑娘”奔月“挖土”
为何搭“红眼航班”?
为何去月球“挖土”?
中国航天四个“首次” 每一步都“步步惊心”
 
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嫦娥“五姑娘”奔月“挖土”

 

嫦娥五号以无人交会对接的方式来进行月球样品的采集返回意义重大,并且有很大的科研价值。这次任务还可以为中国载人登月提供技术验证。

嫦娥五号将着陆在月球正面,在月球最大的月海风暴洋北缘的吕姆克山附近,这样的一个位置过去还没有人类的探测器去过。科学家们认为这个区域形成的地质年代比较短,大概只有37亿年左右。我们对这个地带的样品进行科学研究,能够帮助我们更好地认识月球形成的过程。 ——欧阳自远

科学目标

[1]

开展着陆点区域形貌探测和地质背景勘察,获取与月球样品相关的现场分析数据,建立现场探测数据与实验室分析数据之间的联系。

[2]

对月球样品进行系统、长期的实验室研究,分析月壤的结构、物理特性、物质组成,深化月球成因和演化历史的研究。

火箭发射

长征五号遥五运载火箭将嫦娥五号探测器送入地月转移轨道

环月飞行

探测器和火箭分离后,经过飞行、中途修正、近月制动减速后进入环月轨道

分离降落

着陆上升组合体与轨返组合体分离,轨返组合体继续环月飞行,着陆上升组合体则降落至月面

钻取样品

嫦娥五号在月球表面进行科学探测和钻取采样、样品转移和封装等工作

上升器起飞

上升器以着陆器为平台,携带月球样品起飞

样品转移

上升器与轨返组合体进行交会对接,并把样品转移至返回器内部

返程着陆

嫦娥五号开始返回地球,返回器与轨道器分离,进入大气层后着陆,完成搜索与回收

【出征】

火箭将探测器送入预定轨道

11月24日凌晨4时30分,我国在中国文昌航天发射场,用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器,火箭飞行约2200秒后,顺利将探测器送入预定轨道,开启我国首次地外天体采样返回之旅。

长征五号遥五运载火箭发射升空后,先后实施了助推器分离、整流罩分离、一二级分离以及器箭分离等四次分离。嫦娥五号探测器由轨道器、返回器、着陆器、上升器四部分组成,在经历地月转移、近月制动、环月飞行后,着陆器和上升器组合体将与轨道器和返回器组合体分离,轨道器携带返回器留轨运行,着陆器承载上升器择机实施月球正面预选区域软着陆,按计划开展月面自动采样等后续工作。

嫦娥五号任务由国家航天局组织实施,具体由工程总体和探测器、运载火箭、发射场、测控与回收、地面应用等五大系统组成。国家航天局探月与航天工程中心为工程总体单位,中国航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院抓总研制运载火箭系统、中国空间技术研究院抓总研制探测器系统。中国卫星发射测控系统部负责组织实施发射、测控与回收。中国科学院国家天文台抓总研制地面应用系统,负责科学数据和样品的接收、处理、存储管理等工作。

中国探月工程是《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》明确的国家科技重大专项标志性工程,是党中央着眼我国社会主义现代化建设全局,为推动航天事业发展、促进科技进步和创新、提高综合国力作出的重大战略决策,自2004年1月立项并正式启动以来,已连续成功实施嫦娥一号、嫦娥二号、嫦娥三号、再入返回飞行试验和嫦娥四号等五次任务。

此次发射任务是长征系列运载火箭的第353次发射。

【探月】

将为载人登月提供技术验证

月球探测器嫦娥五号成功发射,中国月球探测工程首任首席科学家、中国科学院院士、被誉为“嫦娥之父”的欧阳自远十分激动。他表示,嫦娥五号发射,标志着我国探月“三步走”进入收官阶段。嫦娥五号以无人交会对接的方式来进行月球样品的采集返回意义重大,并且有很大的科研价值。这次任务还可以为中国载人登月提供技术验证。

欧阳自远表示,人类此前几次无人月球采样任务,由于无法掌握月球轨道无人交会对接技术,采用的都是月面起飞直接返回地球的方案;嫦娥五号则采用达到世界先进水平的月球轨道交会对接技术。这种以无人交会对接的方式来进行月表样品的采集返回,在世界历史上还是首次。过去苏联进行过无人的月球采样返回,他们没有使用交会对接的方式,每次采集的样品都不多,其中1976年的月球24号从月球携返170克样本,这也是人类迄今为止最后一次从月球采回样品。美国的阿波罗载人探月,因为有人,所以在样品采集上便利很多。他们实施了6次载人探月任务,共采集到382公斤。我们虽是两公斤,但以无人的方式来实施,所以技术难度更大。

嫦娥五号将在38万公里外实施世界首次月球轨道自动无人交会对接与样品转移。对接机构中的运动位置精度和对中性是影响样品容器转移关键,“月宫之吻”对接精度要求达到毫米级。

月球采样也是这次任务的一大看点。这一次,嫦娥五号钻取子系统具有钻进能力强、排粉能力强、月壤适应性强的特点。钻取子系统经历了上千次地面钻取试验,积累试验过程数据,形成了不同工况的钻取参数数据库,通过在轨预编程自主控制,实现钻取子系统“回转”“冲击”和“回转+冲击”三种模式,不同参数的自由切换。同时可根据采集到的钻进参数,自主切换钻进策略,适应多种月壤工况,具有很强的钻取适应性。

【回顾】

我国探月工程“绕、落、回”三步走

实现环绕月球探测

(嫦娥一号)

实现月面软着陆、月面就位探测和巡视探测

(嫦娥二号) (嫦娥三号) (嫦娥四号)

实现无人采样返回

(嫦娥五号)

 
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