■据《北京晚报》
作为我国探月工程“绕、落、回”三步走战略中的关键收官之战,嫦娥五号探测器有望创造我国航天史上的五个“首次”。
首次地外天体的采样与封装
月球表面自动采样封装是嫦娥五号任务中最引人注目的环节。在这个阶段,“嫦娥”将在月面选定区域着陆并采集月壤。为此,中国航天科技集团五院的设计师们精心设计了两种“挖土”模式:钻取和表取。当着陆器、上升器组合体顺利软着陆在月球表面后,“嫦娥”为期2天的月面工作就开始了。她随身携带的钻取采样装置、表取采样装置、表取初级封装装置和密封封装装置等“神器”将精密配合,采取深钻、浅钻、“铲土”、“挖土”、“夹土”等各种方式,采集约2千克月壤并进行密封封装。然后通过月面起飞、在月球轨道完成交会对接、月地转移和再入回收等过程,最终将月球样品安全送至地球家园。
首次地外天体起飞
“嫦娥”完成月面工作后就要踏上“回娘家”的旅程,这可不容易。月面起飞没有一马平川的起飞地,更没有成熟完备的发射塔架,着陆器就相当于上升器的发射塔架,托举着“嫦娥”回家。月球表面环境复杂,着陆器很有可能落在斜坡上或者凸起、下凹等地形,给起飞带来了很大的难度。此外,还要克服地月环境差异、发动机羽流导流空间受限等难题。为此,中国航天科技集团五院嫦娥研制团队进行了大量试验验证,并建立了一整套环环相扣的系统保证任务,为嫦娥五号胜利迈出回家一步保驾护航。
首次月球轨道交会对接
当着陆器托举上升器实现月面起飞上升后,“嫦娥”一路飞奔而去。仅依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,在这里与轨道器、返回器组合体交会对接,把采集到的月壤转移到返回器。为此,从上升器进入环月飞行轨道开始,到轨返组合体与上升器完成对接与样品转移为止,设计师们为“嫦娥”设计了交会、对接、组合体运行、轨返组合体与对接舱分离等关键动作。
首次携带样品高速再入地球
当返回器带着月壤,从38万公里远的月球向地球飞来,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。别小看这每秒3公里的差距,一旦速度过猛,返回器一头撞向地球,后果不堪设想,必须让返回器减速飞行。为此,科研人员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是高速进入大气层,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。
首次开展样品存储和分析研究
此次嫦娥五号任务计划开展月球样品的分析与研究,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,极具科学意义。
细数“嫦娥”探月11步
嫦娥五号将由运载火箭发射,进入到地月转移轨道的飞行阶段,开启探月返回的旅程。
嫦娥五号完成器箭分离,并展开相应太阳翼,逐步进入预定轨道。
嫦娥五号继续在目标环月飞行轨道正常行进,并在近月点进行2次减速制动,以合适的运动速度进入到环月圆轨道,再实施近月制动。
嫦娥五号在环月飞行轨道完成轨道器、返回器组合体和着陆器、上升器组合体的分离。轨道器、返回器组合体继续环月飞行,等待上升器归来。
嫦娥五号着陆器、上升器组合体经过主减速段、接近段、悬停段等多个阶段,寻找合适的月面完成软着陆。
嫦娥五号着陆器、上升器组合体将在月面完成科学探测,通过采样封装设备完成月壤的钻取、表取以及封装。
上升器将经历垂直上升、姿态调整和轨道射入三个阶段,进入到相应的环月飞行轨道,以确保交会对接顺利完成。
通过远程导引和近程导引技术,上升器与轨道器、返回器组合体逐步完成交会对接,上升器中存放的月球样品通过轨道器转移到返回器中。
嫦娥五号轨道器、返回器组合体从对接舱分离并进入月地入射点,全力以赴做好返回地球的准备。
嫦娥五号轨道器、返回器组合体带着月球采样产品经历多次中途修正之后,实现轨道器和返回器的分离,返回器即将重新迎入地球怀抱。
嫦娥五号返回器与轨道器分离后,返回器首先以第二宇宙速度冲向地球,在进入地球大气后,通过半弹道跳跃式再入返回技术重新跳出大气层,再以第一宇宙速度进行降落,最终平稳安全地降落在预定地点。 据《北京晚报》

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