飛天探月一直是中華兒女千年的夢想,在2004年,中國無人探月計劃正式立項,命名為「嫦娥工程」——工程分為「繞」、「落」、「回」三期,每期完成不同的任務。
16年來,在無數航天英雄的辛勤努力下,當初定下前兩期的任務都已成功完成,現在只剩下最複雜,難度最高的第三期——「回」。
流傳千年的神話故事「嫦娥奔月」開始續寫全新的現代篇章。
01「回」任務是什麼
這一次,任務把著陸點安排在月球正面風暴洋西北部地區的呂姆克山,降落後工作大約2天的時間,採集約2千克的月壤帶回地球。
呂姆克山是高度在1300米左右的火山群,之前從來沒有人類或探測器前往過,所有的觀察,都是從遙遠的地球上看到的——這片區域更像是廣闊、黑暗的熔巖平原,著陸、行進、採樣、起飛……每一步每個環節,具體會遇上什麼麻煩,都是未知。
任務難度和複雜程度肯定是SSS級,必須要一支擁有「高精尖」團魂的強大隊伍才能完成,成員們既要能各司其職,還要能默契合作,每個環節都不能出錯。
02正式成團:四器組合命名「嫦娥5號」
跳過最不靠譜的鍵盤俠打分環節,由航天評審團經過層層篩選、淘汰和打磨之後,最終上升器、著陸器、返回器和軌道器四個小胖子乘風破浪,正式成團,團名叫做「嫦娥5號」。打字太累,就叫他們小升、小陸、小回和小軌吧。
在一輪又一輪的嚴格的預演彩排和訓練中,四小胖牢牢記住了各自的分工和任務,堅持不懈地調整自己的狀態,做好了出徵準備。
03運載司機確定:身強力壯的「胖五叔」
而負責運送嫦娥5號的重任,仍然交給了經驗十足,專門跑太空長途的長徵火箭家族。
從1970年4月24日家族老大「長徵一號」成功運載「東方紅一號」衛星開始,這個家族已經延續了4代,人丁興旺,截止到2020年11月6日,共跑了353次太空長途,快、準、穩是他們的特點,而且還在不斷的進化中。
嫦5小隊作為高精尖的強團,唯一的小遺憾就是——成員們加起來,大約有8.2噸重——這使運送他們成了名副其實的「重任」,長徵家族不得不在族裡精心選拔,最終,江湖人稱「身體最壯力氣最大運力最足」的長徵五號運載火箭請求出戰獲得批准,名字太長了,我們叫他「胖五叔」吧。
胖五叔在此之前,已經經過了兩次發射考驗,4個月前,他剛把「天問一號」送去了火星,在接受「正經瞎說」電視臺採訪時,他說:「這次的運載任務,將繼續保持審慎而樂觀的態度。」
04出發前的繁瑣準備
在我們國家,科研工作者們超級有才氣,和那些拍戲能背出臺詞就有無數人追捧的明星相比,他們習慣了不計名利,默默實幹。
通過一次次的演算、試驗,模擬結合實測數據等等方法,他們儘可能地為探月徵程中的風險做好應對措施和解決辦法,努力去克服各種險阻——太陽風、高能粒子、嚴酷的太空環境、通信延遲、超重運載、軌道安排等等,以及出徵前一系列的準備工作中難以估量的其它困難。
終於萬事俱備,出徵時間確定在2020年11月24日凌晨4點30分,這個時間的選擇,也有非常大的學問:
一是便於奔月軌道的設計;
二是減少太陽活動對嫦5團的影響;
三是雲層更少利於信號傳播;
四是燃燒火焰明顯可以方便觀測。
05胖五叔順利升空,嫦5團成功奔月
嫦5團和胖五叔都準備就緒,小升、小陸、小回和小軌從上到下坐成整整齊齊的一列,大約有7.2米高,像一串巨大的糖葫蘆,看到那麼多人在注視著他們,特別的激動,覺得胸口的五星紅旗更加鮮豔了。
胖五叔心裡其實也很緊張,聽說這次發射窗口只有50分鐘,由於地月相對位置以及軌道設計等因素的限制,這次發射接近於「零窗口」,超過這個時間,即宣告奔月失敗。
為了萬無一失,航天人為胖五叔設計出了變射向、變滑行時間的多軌道奔月發射方案,並針對50分鐘的發射窗口分別設計了5條發射軌道,讓胖五叔自己根據具體發射時間選擇軌道發射。
胖五叔不負眾望,順利起飛升空,在2200餘秒的飛行過程中,舞臺屬於胖五叔。
他一絲不苟的在70個規定時序裡完成了數百上千的複雜動作,先後丟掉了助推器、整流罩之類的輔助裝備,完美表演了一二級分身術、二次小宇宙爆發、末速修正、調整姿勢等10個複雜的飛行階段神操作,最後將嫦5團成功拋進了地月轉移軌道,互道再見後,獨自返回地球。
小軌和小陸合力伸展出太陽翼帶著嫦5團開始在地月轉移軌道飛行,這是一個大橢圓軌道,嫦5團只需要修正飛行姿勢沿著軌道飛行就可以到達近月點附近,到時嫦5團及時在近月點附近剎車減速後,就可以靠月球的引力進入環月圓軌道,完成後續著陸、採集、起飛、返回等一系列的任務了。
剩下的奔月徵程,將由嫦5團獨立完成,下篇我們再說當他們到達環月軌道後,如何分工合作,互幫互助來完成各種任務的。