嫦娥五號的落月點為啥選在這兒?兩種採樣方式有啥區別?一起看嫦娥...

2021-01-07 央視新聞

「小朋友」 你是否有很多問號?

從選擇著陸點到順利著陸月球

嫦娥家族的兄弟姐妹都經歷了什麼?

嫦娥五號的落月點又為何選擇在這兒?

嫦娥落月的技術原理又是什麼?

來一起漲知識吧!

嫦娥三號到嫦娥五號的落月位置演示

△虛擬特技演示:嫦娥三號到嫦娥五號各自在月球的著陸位置

大家現在看到的是月球的正面,嫦娥三號落月的地方就在這裡,名字叫「虹灣」。它位於月球第二大月海「雨海」的西北角,是一個直徑達260公裡的巨型隕石坑壁。從2013年12月14日落月到現在,嫦娥三號著陸器已在「虹灣」駐守了近7年,目前,部分科學載荷仍然在工作,嫦娥三號依然在刷新著人類太空飛行器在月球工作時間的最長紀錄。嫦娥三號著陸器身邊不遠處的就是「玉兔一號」月球車,在月面行走114.8米,工作972天後,2016年7月31日停止工作,永久睡去。

與嫦娥三號不同,嫦娥四號的著陸點不再是月球正面,而是月球的背面。這裡就是嫦娥四號的落月點——馮·卡門撞擊坑,位於月球背面南極附近的艾特肯盆地,是整個太陽系中最古老的撞擊坑,大約形成於36億年前。與月球正面不同,月球背面山峰林立,大坑套小坑。而馮·卡門撞擊坑的坑內相對平坦,所以,當時嫦娥四號選擇在這裡著陸。2019年1月3日,嫦娥四號成功在月球背面實施落月,這也是人類探測器首次在月球背面軟著陸。目前,嫦娥四號著陸器與「玉兔二號」仍在月球背面履行著他們的歷史使命。

那麼,嫦娥五號的落月點是在哪裡呢?讓我們再次回到月球正面。這裡是月球最大的月海「風暴洋」,面積約400萬平方公裡。嫦娥五號的落月點就在「風暴洋」北部的呂姆克山脈,距離「嫦娥三號」的落月點虹灣約1000公裡。這是人類從未探索過的區域。科學家推斷,這裡土壤體質更年輕,土壤中鈾、釷、鉀等放射性元素含量更高,更有研究價值和意義。此次任務,如果能成功採樣返回,對於研究月球的起源及演化歷史,將有很高的價值。

精準測距測速 推進器反推 自主懸停避障

著陸點選好後,接下來就是著陸月球。這次嫦娥五號依舊採用月球軟著陸的方式。這種方式,嫦娥三號、四號分別在月球正面、月球背面驗證過。但由於月球上沒有空氣,飛行器不能像在地球上一樣利用降落傘實現軟著陸,而要依靠自身推進器的反推力。

通過回顧2013年12月嫦娥三號在月球軟著陸的片段,我們來了解一下嫦娥落月的技術原理。

兩種採樣方式 共同完成取樣任務

按照嫦娥五號任務的規劃,將在月面採集約2公斤的樣品帶回地球。為了提高此次採樣的可靠性,以及樣品的豐富性,研製團隊設計了鑽取和表取兩種方式,共同完成採樣任務。

首先來介紹一下表取,顧名思義,就是在月球的表面採集樣品。但與其他國家的月球樣品採集方式不同的是,我國的嫦娥五號任務將以無人自主的方式進行樣品採集。

航天科技集團五院 嫦娥五號探測器主任設計師 姜水清:從全球來講,表取任務是全球首次月面無人自主採樣的任務。為了實現這個任務,我們設計了三個產品,有個四自由度採樣機械臂,然後末端又帶了兩種採樣器,一種是可以實現鏟挖, 一種是可以實現淺鑽,來實現不同類型月壤的一個採集。

按照規劃,採樣機械臂將在著陸點周邊區域進行多次採樣工作。

航天科技集團五院 嫦娥五號探測器主任設計師 姜水清:它在整個著陸器的可達範圍內,它都可以採樣。假設咱們的著陸點不是那麼理想,如果是有一個大石頭,採不動,可以給它稍微換一個地方,稍微軟一點,肯定就能保證能採到一定的樣品。

據了解,在表取工作之前,會先進行鑽取,來獲得月面以下的樣品。兩種方式互為備份,不僅可以提高採樣的成功率和可靠性,同時也能夠獲得更為豐富的樣品種類,為後續科學家研究提供更多可靠的原始資料。

航天科技集團五院 嫦娥五號探測器主任設計師 王國欣:我又有鑽取又有表取,哪樣都能拿回來,就能夠互相來互補一下。我們目前具備的能力是作用到月面以下兩米,然後獲得這個月壤的樣品,它的特點是能夠鑽進去,然後月壤在裡邊它有一個層區分布,這個是不破壞它的層區分布的。

在完成表取和鑽取之後,上升器會帶著樣品與軌返組合體進行交會對接,並將樣品轉移到返回器中,最終由返回器攜帶樣品返回地球。

(編輯 許博彧)

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