24日凌晨,中國嫦娥5號月球探測器,由長徵5號火箭發射升空,飛向月球!
嫦娥5號一舉創造了多項中國第一,非常值得我們的高度關注!
24日凌晨4時30分,長徵5號運載火箭從中國文昌航天發射場,將嫦娥5號月球探測器成功發射至地月轉移軌道,這啟動了中國第一次地外天體採樣返回的探測行動。
一、中國第一次地外天體採樣返回任務
這次發射,代表著中國探測月球的工作,從繞月、落月,進入了採樣返回的第三階段,而這是中國月球探測三步走發展規劃中的最後一步。嫦娥一號實現了繞月探測,嫦娥三號任務實現了著陸探測,嫦娥5號將實現從月球表面採集土壤、巖石樣本,送回地球,標誌著中國航天人勝利完成探月工程「三步走」的任務。
嫦娥5號的著陸器會在月面工作2天,通過機械臂和鑽機兩種方式獲得樣本,預計總重約為2公斤。
假如嫦娥5號全面成功,中國將成為美蘇之後第三個採集月球樣本的國家。
二、中國重量第一的航天探測器
嫦娥5號是中國歷史上重量最大的航天探測器,有著複雜的四部分組合設計。
這分別是上升器、著陸器、返回器、軌道器,全部串聯為一體。
上升器負責將收集的樣品,從月球表面上送回月球軌道。著陸器攜帶上升期器,在月球表面著陸。返回器負責把收集的月球樣本,穿越地球大氣層,最終安全著陸在地面。軌道器主要承擔在各個階段的飛行功能。
因此,嫦娥5號重量超越了過去相對簡單的月球探測器。
三、中國第一複雜、難度最大的航天任務
嫦娥5號任務是我國複雜程度第一、風險最大的天體無人探測任務。嫦娥1號與嫦娥2號實際上只是衛星,嫦娥3號與嫦娥4號只有一個著陸器與一個軌道飛行器。5號總重量8200公斤,創造了中國航天探測器之最。在結構上,嫦娥5號月球探測器也複雜得多,涉及多次分解、重新對接、變軌、加減速、大氣層再入返回等操作。
嫦娥5號的整個任務過程,被劃分為多達11個階段,可謂令人眼花繚亂。它需要兩次發射,由長徵5號從地面發射,此後上升器要從與月面發射。兩次著陸,著陸器在月面著陸,返回器在地球著陸。兩次封裝,在月面和月球軌道各封裝一次。
而且有一次在月球軌道的交會對接,上升器對接返回器、軌道器,交接樣本。
上述環節都有著很大的技術挑戰,例如上升器從月球起飛時,沒有預先準備的發射設備和環境控制能力,完全依靠太空飛行器自身能力自主完成,而且必須考慮月球軌道交會對接的需求,難度很大。在38 萬公裡外的月球和軌道上,由於無線電信號延遲的關係,要求無人探測器高度自主。
專家們指出,這一極度複雜的任務全過程,最值得關注的是以往很少涉及的月面採樣、月面發射、月球軌道交會對接、高速再入返回地球,它們都是新穎而關鍵的技術環節。預計任務全程達23天,期間要克服的困難非常多。
因此,嫦娥5號還是我國未來的月球探測工作的新起點,對未來進行載人登月以及深空探測,積累必不可少的技術、人力和硬體基礎,是中國航天大突破的重要一步。
四、中國、全世界第一次月球軌道無人交會對接
過往,美蘇返回的月球探測飛行器要麼進行有人控制的月球軌道對接,要麼採用無人探測器整體返回方式。這次嫦娥5號在月球軌道將會進行的無人交會對接,是人類航天史上的第一次。
專家介紹,這一無人交會對接,要求精度很高,相對位置誤差必須低於5釐米。上升器與軌道器、返回器相比重量差異很大,幾乎差5倍,這要求對接速度必須很低,否則輕的一方很容易被撞離軌道。這對各個飛行器的控制能力提出了更高要求。
五、中國第一次回收以宇宙第二速度飛行的太空飛行器
嫦娥5號的返回器再入返回地球大氣層,也有著極高的技術含量。
返回器必須以約為每秒11 公裡的第二宇宙速度,飛返地球。這比地球軌道上返回的太空飛行器快30%左右。一旦有少許偏差,返回器要麼掠過地球、飛向茫茫空,要麼過快的撞向地球。
中國航天人設計了半彈道跳躍式再入返回的返回方案,這又被稱為「太空打水漂」。返回器先以高速進入大氣層,在大氣層邊緣打一個水漂,短暫脫離大氣層,藉此減速到第一宇宙速度,約每秒8公裡。隨後返回器再次進入大氣層,藉助大氣摩擦減速,克服期間產生的高熱,再通過降落傘減速,返回到我國的四子王旗著陸場。
六,中國科研意義第一的地外天體探測任務
從月球獲取樣本,意義重大。嫦娥5號月球探測器將在月球正面風暴洋西北部進行採樣。這一地區,還沒有人類探測器到訪過,因此有很高的考察價值。
美國和蘇聯探測器已經證實,月球火山活動在35億年前達到頂峰,隨後減弱,最終停止,但是如果嫦娥5號採回的樣本,能夠證實最近10億至20億年,月球仍在產生火山熔巖,這將改寫人類對月球歷史的認知。
最後,長徵5號運載火箭也是這一任務的重大亮點。負責嫦娥5號發射任務的長徵5號遙五運載火箭,已經完成了自身的第二次應用性發射任務,走向成熟期。長徵5號長56.97米,重867噸,是中國唯一一種能夠把8噸的太空飛行器送入地月轉移軌道的火箭。
小節
可以看到,嫦娥5號創下了一系列的中國第一,拉開了我國未來一系列月球探測、深空探測任務的序幕,意義非比尋常!