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嫦娥五號探月之旅----德威佳 (中無通訊 第95期)

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發表於 10-4-2021 20:38:10 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
本帖最後由 VR2ZWP 於 14-4-2021 16:39 編輯

探月工程

      “嫦娥五號”是中國探月工程第三階段的月球探測器,執行我國的首次地外天體採樣返回任務,並完成探月工程中“繞、落、回”中的最後一個“回”的任務。嫦娥五號於2020年11月24日凌晨4時30分在海南文昌航太發射場發射升空,完成月球表面自動採樣任務後,於12月17日凌晨1時59分在內蒙古四子王旗著陸場降陸。

       嫦娥五號實現中國開展航太活動以來的四個“首次”:首次月面自動採樣;首次月面起飛上升;首次實現月球軌道交會對接;首次帶月壤高速再入返回地球。這是時隔44年後人類再次從月面帶回月球樣本。

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 樓主| 發表於 10-4-2021 20:47:03 | 顯示全部樓層
首次月面自動採樣

       在這個階段,嫦娥五號將在月面選定區域著陸,並採集月壤,實現我國首次月面自動採樣。具體來說,當著陸上升組合體順利軟著陸在月球表面,嫦娥五號就開始了為期約2天的月面工作。她隨身攜帶的鑽取採樣裝置、表取採樣裝置、表取初級封裝裝置和密封封裝裝置等“神器”,將科學分工,精密配合,採取深鑽、淺鑽、“鏟土”、“挖土”、“夾土”等各種方式,採集約2千克月壤並進行密封封裝。
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首次月面起飛上升

       順利完成月壤採樣封裝后,上升器就要准備月面點火起飛了,這是一個高難度科目。眾所周知,運載火箭在地球起飛是有一套完備的發射塔架系統的,點火起飛位置也經過了精確測算,飛行軌道也是一遍遍計算好的。而月面起飛就不一樣了,它沒有一馬平川的起飛地,更沒有成熟完備的發射塔架,著陸器就相當於上升器的發射塔架,托舉著嫦娥五號回家。
       再加上月球表面環境復雜,著陸器不一定是四平八穩的狀態,很有可能落在斜坡上或者凸起、下凹等不同的地形上,這就給起飛帶來了很大的難度。
       此外,起飛時需要克服地月環境差異、發動機羽流導流空間受限等難題。月面起飛的時候,還無法像運載火箭一樣在地面發射前由地面人員完成測調和確認,必須依靠航天器“自力更生”,實現起飛時自主定位、定姿。
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 樓主| 發表於 10-4-2021 20:52:53 | 顯示全部樓層
首次實現月球軌道交會對接

       當著陸器托舉上升器實現月面起飛上升后,嫦娥五號一路飛奔而去。但是僅僅依靠上升器是不可能實現返回地球的,它需要飛到月球軌道上,在這裡與軌返組合體交會對接,把採集到的月壤轉移到返回器。但是在38萬公里外的月球軌道上進行無人交會對接不僅在我國尚屬首次,而且也是人類航天史上的第一次。
      人類此前三次無人月球採樣任務,由於無法掌握月球軌道無人交會對接技術,採用的都是月面起飛直接返回地球的方案。
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 樓主| 發表於 10-4-2021 21:10:49 | 顯示全部樓層
首次帶月壤高速再入返回地球

      當返回器帶著月壤,從38萬公里遠的月球風馳電掣般向地球飛來,這時它的飛行速度是接近每秒11公里,而一般從近地軌道返回的航天器速度大多為每秒8公里。
      可別小看了這每秒3公里的差距,就好像扔石頭,同樣一塊石頭,從一層樓扔下來的速度和從十幾層樓扔下來速度肯定不一樣。同理,航天器從數百公里高的近地軌道返回和從38萬公里遠的月球返回必然不同,且差距巨大。一旦速度過猛,返回器一頭撞向地球,后果不堪設想。因此,必須讓返回器減速飛行。
      為此,航天科技集團五院“嫦娥五號”探測器的設計師們創新提出了半彈道跳躍式再入返回技術方案,就像在太空“打水漂”一樣,整個再入返回過程就是讓返回器先是高速進入大氣層,再借助大氣層提供的升力躍出大氣層,然后以第一宇宙速度扎入大氣層,返回地面。整個過程環環相扣,確保嫦娥五號能安全順利地降落在四子王旗著陸場。
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組裝,測試中的“嫦娥五號”月球探測器

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