錢江晚報·小時新聞 記者 沈蒙和 陳曦
嫦娥五號升空後,錢江晚報·小時新聞特意從杭州高級中學、浙江大學教育學院附屬學校和杭州勝藍實驗小學,徵集了有關長徵五號、嫦娥五號的問題。這些都是同學們心中的一些疑惑。
為此,我們特意邀請了飛控北京總調度鮑碩、長徵五號結構系統副主任設計師馮韶偉、「嫦娥五號」月面採樣封裝遙操作主任設計師張寬三位青年科學家,來為同學們答疑解惑!
看完這些內容,相信大家心頭的那些疑惑,肯定都能解開啦!
關於嫦娥五號奔月的飛行控制的問題,飛控北京總調度鮑碩看來回答:
1、登陸選址是提前選擇還是環月拍攝後選擇?
著陸點是要提前選擇的,因為這與整個奔月軌道設計都息息相關,是科學家們根據月球演化等綜合選擇的區域。在著陸下降前,飛控團隊會給出一個精確的初始參數,然後器上會根據月面情況,進行避障,選擇安全著陸點最終完成軟著陸。
2、為什麼嫦娥五號不再採用舊式的先靜止軌道後轉移軌道而是直接發射至轉移軌道?
從嫦二後,我國火箭推力即可滿足直接進入轉移軌道能力,不需要再繞地球兜圈啦。
3、嫦娥五號和之前比較,多了什麼新技術?
本次是我國探月工程「繞、落、回」三步走的關鍵一步,首次實施月面採樣、首次實施地外天體起飛、首次實施月球軌道交會對接等。
4、「嫦娥五號」是如何從月面採集月土的?建造、發射和降落時會遇到哪些困難?
有兩種月面採樣方式:用鑽具鑽取月面下月壤和機械臂表取月表月壤。
5、嫦娥五號是如何離開大氣層的?遇到太空碎片會怎麼辦?
整個飛控過程複雜、各目標組合模式多、關鍵過程環環相扣,可以說牽一髮而動全身,決策時效性要求高,應急處置要求也很高。
6、在太空中飛行的動力來源是什麼?在飛行時如何控制方向?
整個軌道都是提前設計好的,一般依靠天體間萬有引力,需要控制時依靠受控目標的發動機工作進行調整。
關於長徵五號的問題,長徵五號結構系統副主任設計師馮韶偉回答:
1、胖五的引擎是什麼種類?為什麼開發大推力引擎難度這麼高?
胖五的發動機有三種,分別是國內正式應用的推力最大的補燃循環液氧煤油發動機YF-100,國內正式應用的推力最大的燃氣發生器循環氫氧發動機YF-77和高空閉式膨脹循環氫氧發動機YF-75D。
運載發展,動力先行。動力系統是實現運載能力的先決條件和技術關鍵,一些關鍵技術、工藝被國外封鎖,而一款新的發動機涉及到高溫高壓條件下物化反應及精確熱傳導,研製難度極大。
就像汽車和飛機,一些發動機已經有了實物,我們可能模仿起來還有困難,因此在一片荒蕪中依靠自己獨立建立起的發動機難度更大。
我們應正視差距,也應作為航天人努力的目標,不斷前行。
2、為什麼助推器的火焰是有一定夾角的,不會損失動能嗎?
主要是為了火箭姿態穩定設計的。
3、「胖五」以後可以用來載人嗎?
胖五沒有載人計劃,設計理念中與載人也有不少不一致的地方,而我國也有專門為載人研製的火箭,因此胖五以後也不會載人。
關於嫦娥五號挖土的問題,「嫦娥五號」月面採樣封裝遙操作主任設計師張寬回答:
1、嫦娥五號怎麼鑽取樣品?
嫦娥五號通過自身帶著的一套鑽取樣機進行鑽取獲得樣品。該套機構包括鑽杆和驅動電機。
首先說下鑽杆的設計。為了減小迴轉鑽進過程中振動、衝擊對鑽孔底部月壤採樣效果的影響,將鑽杆設計成由內鑽杆和外鑽杆組成的雙管單動取心鑽杆。外鑽杆設計為強度剛度較高的空心鑽杆,且外側帶有螺旋葉片,以便空底碎屑及熱量沿螺旋葉片排出,內鑽杆為薄壁空心鑽杆,用來保存保持層理特性的月壤樣品;內轉杆中有柔性取芯袋,柔性取樣袋預先附在內鑽杆的內壁上,當月壤樣品進入內鑽杆空腔時,柔性取樣袋就自然包覆在樣品的外面。這種柔性取樣袋樂意纏繞在回收捲筒上,使得獲取的樣品既能保持其層理特性,又能適應返回器存放空間的要求。
鑽進時,通過電機鑽動鑽杆鑽進月面,外鑽杆與內鑽杆間有推力球軸承,在鑽進過程中,當電機帶動外鑽杆和鑽頭旋轉並向下運動時,內鑽杆只承受軸向力而不發生轉動,達到保存保持層理特性的月壤樣品的目的。
2、嫦娥五號帶了哪些東西回地球?
嫦娥五號主要帶回了月壤。獲取月壤時因為採用了鑽取採樣和使用機械臂在月表挖取兩種方式,通過鑽取採樣可以獲得深層月壤,並能保持層理結構;通過表取採樣可以獲得淺層月壤。
3、為什麼嫦娥五號沒有完成的回地球?
嫦娥五號發射時主要由返回器、軌道器、著陸器和上升器等四器組成,最終只有返回器帶著樣品返回了地球,主要是因為各器的作用和使命不同。
返回器主要就是帶著樣品返回地球的,因此回到了地球。
軌道器主要是完成地月轉移和月地轉移的,像是一個擺渡車,它最後沒有回到地球,而是為後續的深空任務進行拓展實驗去了。
著陸器主要是帶著上升器著陸月球、完成月面採樣及樣品轉移至上升器內,它最終留在了月面。
上升器主要是帶著樣品離開月面,與軌道-返回器組合體對接,及將樣品轉移至返回器中,它完成使命後受控撞月,最終也留在了月球。
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