嫦娥五號探測器為何進行軌道修正?後續還有啥任務?專家解答

2020-12-05 央視新聞

記者從國家航天局獲悉,昨晚22時06分,嫦娥五號探測器3000N發動機工作2秒鐘,順利完成第一次軌道修正,繼續飛向月球。

嫦娥五號探測器在地月轉移過程中,受入軌偏差、控制偏差等因素影響,會產生軌道偏差。需要完成相應的軌道控制,確保探測器始終飛行在適當的軌道上。截至第一次軌道修正前,嫦娥五號探測器各系統狀態良好,已在軌飛行約17個小時,距離地球約16萬公裡。

驗證發動機性能 確保後續近月制動完成

除了彌補運載火箭發射入軌的偏差,此次軌道修正還在軌驗證了探測器上3000N發動機的性能。為什麼要做這次驗證呢?後續任務又有哪些規劃?

此次在軌驗證的3000N發動機是軌道器上的主發動機,將在近月制動中使用。也就是說,只有它能夠正常工作,才能確保臨近月球後能夠及時剎車,進入後續的環月軌道。

航天科技集團五院 嫦娥五號總體主任設計師 孟佔峰:就是在近月制動這次重要控制的時候,保證3000N發動機是好用的,好使的。所以我們要在之前對它的發動機的狀態和參數進行測試,而這一次中途修正就達到這個目的。

根據計劃,在此次修正後,嫦娥五號探測器在後續的奔月途中還會有兩到三次的軌道修正。專家介紹,嫦娥五號探測器的軌道設計經過了統一、周密的規劃,幾次軌道修正之間可以互相補充,相互配合,確保最終能夠實現定時、定點準確著陸。

航天科技集團五院 嫦娥五號總體主任設計師 孟佔峰:如果運載的入軌偏差比較小,我們在第一次會和第二次進行聯合控制。第一次對3000N發動機進行試噴,第二次把第一次產生的多餘的誤差進行消除。第三次精確瞄準近月點,根據實際的定軌和實施情況來決定實施。

嫦娥五號將進行兩次近月制動

此前,在嫦娥三號、嫦娥四號任務中,探測器的主發動機都是7500N推力的。而重量更大的嫦娥五號卻使用3000N的發動機進行近月制動。

正常來講,要想讓質量更大的探測器進行剎車,需要的動力和能量應該更大。但是由於嫦娥五號是由軌道器、返回器、上升器、著陸器共同配合完成整個任務,就需要多重考量,作出最優的設計。

航天科技集團五院 嫦娥五號總體主任設計師 孟佔峰:以往的嫦娥三號、嫦娥四號任務用7500N的發動機進行近月制動,隨後它也還會採用7500N牛的發動機進行動力下降落到月面。而我們這一次任務,著陸上升組合體採用7500N發動機進行動力下降,而3000N發動機是裝在軌道器上的,它是幫助軌道器進行近月制動,完成後續的任務。

分配不同的發動機在不同的器上,更好地完成不同的任務。而為了解決探測器在近月制動時重量較大,但推力較小的問題,嫦娥五號選擇通過兩次近月制動,完成月球捕獲。

航天科技集團五院 嫦娥五號總體主任設計師 孟佔峰:因為太重了。我們第一次剎車先捕獲成一個環月的大橢圓軌道,這個軌道周期是約8個小時。我們在這上面轉三圈,經過一天之後,我們再第二次近月制動,最終才進入200公裡的環月圓軌道。

探月十三年 飛控系統不斷發展

嫦娥五號任務是我國探月工程三期的收官之戰。從嫦娥一號探測器發射到今天已經過去了13年,這13年裡飛控系統在不斷發展。

從發射嫦娥一號的長徵三號甲運載火箭,到執行嫦娥五號任務的長徵五號運載火箭,13年裡我國火箭的運載能力成倍提升。與此同時,太空飛行器的智能化水平也不斷進步,而測控系統也在不斷發展。

北京航天飛行控制中心 嫦娥五號任務型號副總師 趙煥洲:測控系統,我們最開始的時候就這麼幾個站,現在你看有佳木斯,還有阿根廷,還有納米比亞、喀拉蚩這些。現在中國測控網南美洲有,非洲有,然後南亞有,跟國際合作也越來越密集密切。

十三年來,我國天地數據傳輸能力也在大大進步。從最開始的幾十K,到現在幾兆,甚至幾百兆的水平。此外,飛控系統的人才隊伍建設也逐步完善,讓他們在兼顧探火任務的同時,能夠承擔起嫦娥五號的高強度飛控工作。

(編輯 吳夢萱)

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