刹车|嫦娥五号近月关键“刹车”

28日20时58分 , 嫦娥五号探测器经过约112小时奔月飞行 , 在距月面约400公里处成功实施3000牛发动机点火 , 约17分钟后 , 发动机正常关机 。 根据实时遥测数据监视判断 , 嫦娥五号探测器近月制动正常 , 顺利进入环月轨道 。
嫦娥五号探测器近月制动的原理是什么?后续还将承担什么任务?一起来了解??
近月制动:关键“刹车”确保被月球捕获
近月制动是月球探测器飞行过程中关键的轨道控制之一 , 目的 是 使其相对速度低于月球逃逸速度 , 从而被月球引力捕获 。
简单地说 , 地月转移轨道就像一条从地球通往月球的高速路 , 而火箭与探测器的分离点 , 就是入口 。 经过一段时间飞行 , 嫦娥五号探测器在即将到达月球的时候要从出口驶离高速 , 这时需要将速度降下来 , 才能到达环月轨道 。

刹车|嫦娥五号近月关键“刹车”
文章图片

嫦娥五号探测器副总指挥 张玉花
靠近月球的时候 , 要减速被月球引力捕获 。 当到达靠近月球轨道的近地点时 , 要点火 , 形成环月轨道 , 这就是近月制动 。 如果不踩刹车 , 它就会从月球边上飞过去了 。
专家介绍 , 近月制动的这一脚“刹车” , 在嫦娥一号的任务中就已掌握 。 不同的是 ,这一次的近月制动对于精度要求更高 。

刹车|嫦娥五号近月关键“刹车”
文章图片

通过近月制动 , 嫦娥五号探测器成功到达月球轨道之后 , 才能够继续开展后续月球采样的相关准备工作 。 所以 , 近月制动也是后续工作展开的重要基础 。
后续还需进行一次近月制动
据了解 , 尽管嫦娥五号探测器已经成功进入月球轨道 ,但后续还需进行一次近月制动 , 将轨道调整到可以执行着陆等动作的高度 。
此前 , 在嫦娥三号、嫦娥四号任务中进行近月制动的 发动机推力达到了7500牛 , 而此次重量达到8吨的嫦娥五号探测器 , 使用的却是3000牛的发动机进行近月制动 。 为了解决 重量变大 , 但推力较小的问题 , 此次嫦娥五号任务选择通过两次近月制动 , 完成月球捕获 。

刹车|嫦娥五号近月关键“刹车”
文章图片

嫦娥五号总体主任设计师 孟占峰
因为太重了 , 我们第一次刹车先捕获成一个环月的大椭圆轨道 , 这个轨道周期是约8个小时 。 我们在这上面转3圈 , 经过一天之后 , 再进行第二次近月制动 , 最终才进入200公里的环月圆轨道 。
十几个重要控制需在一周内全部完成
第二次近月制动完成后 , 嫦娥五号任务就进入到控制任务最为紧凑的阶段 , 大量重要、密集的动作需要在一周的时间内完成 。
首先是要完成四器分离 , 形成轨道器与返回器 , 着陆器与上升器的两两组合体 。 随后控制轨返组合体在环月轨道上继续运行 , 进行四次轨道控制后进入到交会对接的目标轨道 。 还要控制着上组合体完成动力下降 , 着陆月面后开始工作 。

刹车|嫦娥五号近月关键“刹车”
文章图片

嫦娥五号任务北京总调度 刘建刚
着陆月面之后 , 我们要在月面48个小时之内 , 开展月面采样和起飞准备的工作 。 月面起飞了之后 , 着上组合体同样要进行4次远程导引控制 , 到达一个交会对接的位置 , 然后组织交会对接和样品转移 。 大概有十几个重要控制需要在一周的时间内全部完成 。
首次月球采样拟获2公斤样品
此次嫦娥五号任务将执行我国首 次月球采样任务 ,计划在月球获取2公斤左右的样品并带回地球 。 专家介绍 , 采样2公斤的重量经过了多方考虑 , 结合了火箭运载能力 , 最大程度保证任务成功 。
为了提高采样的可靠性 , 增 加样品的多样性 , 嫦娥五号任务将通过钻取和表取两种方式采集样品 。 据了解 , 初步设计安排是钻取0.5公斤 , 表取1.5公斤 。

刹车|嫦娥五号近月关键“刹车”
文章图片

专家表示 ,嫦娥五号任务的主要目标是完成月球采样并返回 。 当着陆器成功着陆月球表面后 , 要在有限时间里完成地形勘察、钻取和表取等多项工作 。 尽管设定了2公斤的采样量 , 但这并不能作为最终衡量任务成败的标准 。
为未来月球探测奠定基础
这次嫦娥五号任 务相对于已经实施过的绕月探测、落月探测来说 , 是一次新的技术跨越 。 由于交会对接的轨道距离地球有几十万公里之遥 , 因此在通信方面会有延时 , 这也就对 测控以及无人对接的精度提出了更高的要求 。

刹车|嫦娥五号近月关键“刹车”
文章图片

尽管新技术多 , 难度大 , 但嫦娥五号的实施将成为我国探月历史上重要的里程碑 。 不仅如此 , 它还将为后续我国开展更为深入的月球探测奠定技术基础 。
来源: 央视新闻
【刹车|嫦娥五号近月关键“刹车”】支持我们请点赞或使用评论功能 ↓ ↓ ↓

    推荐阅读