嫦娥五號發射倒計時!我國迄今最難航天任務:為載人登月預演

2020-11-24 網易新聞

2020-11-23 18:09:16 來源: 強國網

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  在2007年10月24日,中國首顆探月衛星嫦娥一號成功奔赴月球,經歷13年的一步一個腳印的艱苦發展,中國探月工程即將迎來探月三步走的「收官之戰」。在11月17日,長徵五號遙五運載火箭和嫦娥五號探測器在中國文昌航天發射場垂直轉運至發射區,計劃在本月下旬擇機選擇發射。而且垂直轉運表明長徵五號和嫦娥五號探測器已經完成了前期總裝、測試等一系列工作,即將進入點火發射階段。

  據央視新聞報導稱,嫦娥五號發射在即,並將在今天(23日)下午18時進行《陪你追嫦娥》的直播。而有消息傳出,經過任務總指揮部研究,探月工程嫦娥五號月球探測器發射任務窗口為2020年11月24日04時25分-05時15分。

  

  這次嫦娥五號的任務就是首次實現從月面自動採樣返回,將帶回月球第一抔土壤。同時也是我國迄今為止所將要挑戰的難度最高、流程環節最多、步驟最複雜的航天任務,之前我們雖然已經有了環繞,甚至著陸月球背面的技術,但是月球返回技術還沒有驗證。為何要說這是我國迄今為止最難的航天任務呢?

  這次任務要解決很多難題:包括火箭載荷有限,如何減少燃料消耗並留給更多空間給月球土壤?而到了月球後,該如何採集、封裝並保存月壤?返回地球時,又怎樣保障月壤樣本精準交接?如何抵抗再入地球大氣層時的高溫呢?

  

  首先是發射,地面發射難點在於長徵五號,但是長徵五號近一年時間就進行了高密度的「4連發」,全是重大航天任務,所以問題不大。另一方面就是月面發射,難點在於起飛階段,著陸技術在去年嫦娥四號就已經得到驗證,當時登陸的還是難度更高的月球背面。不過嫦娥五號需要注意的是,她攜帶了上升器質心較高容易失去穩定性。

  其次,最大的挑戰還是地面著陸,由於距離遙遠,火箭速度會不斷上升,再入地球大氣層時會以第二宇宙速度高速再入。而為了防止再入溫度過高,有兩種方案,一個是增加熱盾厚度,抵抗高溫;一個是調整再入角度,延長再入時間。但是第一個方案可能會牽一髮而動全身,會讓整個探測器增重很多。所以用第二個「打水漂」的方式,但落點控制難度很大。

  

  第三是樣品封裝,這次封裝完全是無人操作的,全自動實現月壤「採集、包裝、轉移、封裝」整個流程,稍有不慎前功盡棄,難度可想而知。第四就是月球軌道對接,雖然我們有成功的自主軌道對接技術,但是在遙遠的月球軌道上還是有很大難度。而且此次月球採樣任務將首次在繞月軌道實行太空飛行器的「無人交匯對接」,帶回我們的月球樣品。

  簡言之,該航天任務之所以如此複雜是因為分離面最多,著陸器和軌道器有分離面,著陸器和上升器有分離面,軌道器和返回器有分離面,最後上升器和返回器還有分離面。同時流程也是最複雜的,軌道器和著陸器分離—著陸採樣—上升器帶樣品飛離月球—與軌道器交匯對接—樣品移入返回器—返回器和軌道器返回地球—返回器和軌道器分離,軌道器以第二宇宙速度再入,其中任何一環出了問題,都將對任務造成毀滅性的影響。

  

  事實上,自1976年蘇聯的「月球-24」以來,時隔44年後人類再一次即將獲得月球土壤樣本,取樣質量為2-4kg,比蘇聯「月球-16」,「月球a-20」以及「月球-24」三次加起來總和的四五倍之多。除了月壤的巨大科學價值外,更重要的一層涵義在於,這次任務本質上就是我國載人登月的一場預演,載人登月的前期技術驗證。

  在中國嫦娥五號發射在即,也引發了國外熱議。美國科學雜誌報導稱,中國此次月球採樣返回計劃,受到行星專家高度專注和讚賞,此舉可以產生重大科學影響。而美國外交學人報導則評價,這賦予了中國特殊的戰略意義,越來越多國家將加入中國太空計劃。同時還有一些對美國載人登月產生質疑的國際評論指出,「40年前的秘密要迎來真相了。」

  

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