長徵五號待在嫦娥五號前往發射塔架,等待發射。宋濤 攝
新京報快訊(記者 倪偉)11月24日,長徵五號火箭攜嫦娥五號探測器從海南文昌發射場起飛,奔赴我國探測器首次月球採樣之旅。
嫦娥五號是中國首個實施無人月面取樣返回的太空飛行器,也是中國迄今最為複雜的太空飛行器,由軌道器、返回器、著陸器、上升器四個器及15個分系統組成。該任務將實現「繞、落、回」探月三期工程的圓滿收官。
經地月和環月飛行,在月面選定區域著陸,完成月球樣品採集,然後從月面起飛、月球軌道交會對接、月地轉移和再入回收,將約2千克的月球樣品帶回地球。 嫦娥五號將在軌飛行20餘天,歷經11個階段:
1、發射入軌階段。嫦娥五號由運載火箭發射,進入到地月轉移軌道的飛行階段,開啟探月返回的旅程。
2、地月轉移階段。嫦娥五號與火箭分離,展開太陽翼,逐步進入預定軌道。地月轉移段飛行時間大約為112h,為了確保探測器按照預定軌道順利到達近月點,期間要進行多次中途修正。
3、近月制動階段。嫦娥五號在近月點進行兩次減速制動,以合適的運動速度進入到環月圓軌道,最終進入的軌道距離月面200km左右,近月制動時段約 1 天。
4、環月飛行階段。嫦娥五號在環月飛行軌道中行進到動力下降初始點,完成軌道返回組合體和著陸上升組合體的分離。著陸上升組合體分離後,要進行兩次降軌、變軌,軌道返回組合體將繼續環月飛行,等待上升器回來。
5、著陸下降階段。著陸上升組合體將從下降初始點開始進行月面軟著陸,經過主減速段、接近段、懸停段、避障段、緩速下降段和自由下落段等多個階段,尋找合適的月面完成軟著陸,整個著陸下降的過程將持續15分鐘左右。
6、月面工作階段。嫦娥五號著陸上升組合體將在月面停留2天,完成設定任務。包括月面科學探測,月壤鑽取、表取和封裝。月面工作的時間非常緊張,與此同時,著陸上升組合體與軌道返回組合體必須同時進行下一個階段的準備,為月球軌道交會對接和樣品的轉移做好萬全準備。
7、月面上升階段。上升器經過垂直上升、姿態調整和軌道射入,重回環月飛行軌道。月面發射的窗口期很短,上升器和軌道返回組合體要精準考慮測控需求、光照需求以及姿態控制要求,以確保交會對接的順利完成。
8、交會對接與樣品轉移階段。從上升器進入環月飛行軌道開始,通過遠程導引和近程導引技術,上升器與軌道返回組合體逐步完成交會對接,上升器中存放的月球樣品通過軌道器轉移到返回器中。
9、環月等待階段。軌道返回組合體從對接艙分離,並進入月地入射點,在環月等待段飛行過程中,軌道返回組合體進行一次軌道維持,等待月地入射窗口的到來,做好返回地球的準備。
10、月地轉移階段。軌道返回組合體帶著採樣產品從月球歸來,經歷多次中途修正之後,在距離地球5000公裡高度處,軌道器和返回器分離,返回器將重返地球。
11、再入回收階段。返回器與軌道器分離後,軌道器進行規避機動,返回器則要經歷慣性滑行、地球大氣再入、回收著陸三個階段,完成最後的降落。返回器首先以第二宇宙速度衝向地球,在進入地球大氣後,通過半彈道跳躍式再入返回技術,重新跳出大氣層,實現減速。再以第一宇宙速度進行降落,最終返回器打開 降落傘,平穩安全地降落在預定地點。
新京報記者 倪偉 通訊員 張宇
編輯 陳思 校對 王心