真棒!嫦娥五號創造五項中國首次成就,回顧嫦娥五號探月之旅(珍藏版)

2021-01-13 電子工程專輯

嫦娥探月灌注了科學家們幾十年的汗水和心血,標誌著我國航天事業又一次重大飛躍。向航天科學家們致敬!普天同慶,嫦娥五號圓滿完成任務,探月成功,攜土歸來!向航天科研人員再次致敬,不負偉大使命!為祖國驕傲和自豪!

國家航天局副局長、探月工程副總指揮吳豔華在12月17日下午的國新辦發布會上表示,嫦娥五號任務是我國複雜度最高、技術跨度最大的航天系統工程,首次實現了我國地外天體採樣返回。

嫦娥五號任務創造了五項中國首次:

一是在地外天體的採樣與封裝,

二是地外天體上的點火起飛、精準入軌,

三是月球軌道無人交會對接和樣品轉移,

四是攜帶月球樣品以近第二宇宙速度再入返回,

五是建立我國月球樣品的存儲、分析和研究系統。此次任務的成功實施,是我國航天事業發展中裡程碑式的新跨越,標誌著我國具備了地月往返的能力,實現了「繞、落、回」三步規劃完美收官,為我國未來月球與行星探測奠定了堅實基礎。

吳豔華介紹,以嫦娥五號任務圓滿成功為起點,我國探月工程四期和行星探測工程將接續實施。目前,首次火星探測任務天問一號正在奔火的徵程;嫦娥六號、七號、八號,小行星探測,火星取樣返回,木星系探測等工程任務也將按計劃陸續實施。

來源:央視新聞

 

回顧嫦娥五號探月之旅全程

11月24日,「出發」——嫦娥五號探測器在中國文昌航天發射場發射升空並進入地月轉移軌道。

12月1日,「到達目的地」——嫦娥五號在月球正面預選區域著陸並開展採樣工作。

12月2日,「已攬件」——嫦娥五號順利完成月表自動採樣,並將樣品保存在上升器攜帶的貯存裝置。

12月3日,上升器點火起飛、精準入軌。

12月6日,「已裝車」——嫦娥五號完成與軌道器和返回器組合體之間的交會對接及樣品轉移。

12月17日,「已送達」——嫦娥五號重返地球。

翹首以盼,「土特產」快遞終於到了!

經過20多天期盼等待,嫦娥五號探月之旅終於取得圓滿成功。嫦娥五號探測器在一次任務中,連續實現我國航天史上首次月面採樣、月面起飛、月球軌道交會對接、帶樣返回等多個重大突破。

 

01 籌備階段

 

2004年,國務院批准探月工程立項,又名「嫦娥工程」,包括繞、落、回三期。顧名思義,第一期太空飛行器的任務是繞月探測,第二期要實現在月面上著陸與巡視,第三期則肩負採樣返回的任務。

 

在「嫦娥五號」之前,「嫦娥一號」和「嫦娥二號」完成了第一期的繞月任務,「嫦娥三號」和「嫦娥四號」完成了第二期的落月任務。2011年,國務院正式批覆探月工程三期立項,任務是實現月球無人採樣返回。「嫦娥五號」負責執行該項目。

「嫦娥」系列探測器發射時間表 (圖源:中國探月與深空探測網)

嫦娥五號探測器由軌道器、返回器、著陸器和上升器四部分構成,外形似一串老北京糖葫蘆,在飛行過程中會有四器組合體、著上組合體、軌返組合體等不同姿態,想要控制好這四顆「葫蘆」並非易事。

嫦娥五號探測器構成 (圖源:中國探月與深空探測網)

02 發射

 

11月24日凌晨4時30分,長徵五號運載火箭攜嫦娥五號探測器在中國文昌航天發射場點火升空。當天文昌上空陰雲密布,但仍然可以看到一個橘紅色的明亮光點在夜空的雲層中穿行。火箭飛行約36分42秒後,嫦娥五號探測器被送入地月轉移軌道,標誌著發射成功。地月轉移軌道是探測器從脫離地球引力、飛向月球開始,到被月球引力捕獲、進入環月軌道為止的中間過渡軌道段。

 

由於受到入軌偏差和控制偏差等因素影響,嫦娥五號探測器在地月轉移的過程中會與理論軌道產生偏差。這時候就需要對實際運行軌道進行修正,以確保探測器處在適當軌道。當日22時06分,嫦娥五號探測器在距離地球約16萬公裡處順利完成第一次軌道修正。

 

長徵五號運載火箭發射現場 (圖源:央視新聞)

03 第二次軌道修正

 

11月25日22時06分,嫦娥五號探測器2臺150牛(相當於15公斤推力)發動機工作約6秒,在距離地球約27萬公裡處完成第二次軌道修正。此時,嫦娥五號探測器已在軌飛行約41小時,系統狀態良好,地面測控通信各中心和臺站跟蹤正常。

完成軌道修正後的嫦娥五號探測器(圖源:中國航天科技集團有限公司官網)

04 第一次近月制動

 

11月28日20時58分,經過約112小時的飛行,嫦娥五號探測器發動機在距離月面約400公裡處點火,以此獲得推力,形成新的環月軌道。17分鐘後發動機正常關閉,嫦娥五號探測器進入周期約8小時的環月橢圓軌道。第一次近月制動成功。

近月制動示意圖(圖源:新華社)

05 第二次近月制動

 

嫦娥四號重1200公斤,進行近月制動的發動機推力有7500牛頓;而嫦娥五號有8噸重,其近月制動發動機推力卻只有3000牛頓。為了解決重量大但推力小的問題,11月29日20時23分,嫦娥五號探測器在近月點再次「剎車」,實施第二次近月制動,環月軌道由橢圓變為圓形,距月高度減少一半,變為200公裡。這也是嫦娥五號探測器的最終繞月軌道。

嫦娥五號近月制動示意圖 (圖源:航天科技集團八院)

06 組合體分離

 

在經歷地月轉移、兩次近月制動和環月飛行後,嫦娥五號探測器的下一步是著陸器和上升器組合體與軌道器和返回器組合體分離,「糖葫蘆」分成了兩串。11月30日凌晨4時30分,兩對四器組合體成功分離。軌道器攜返回器留軌運行,著陸器載上升器擇機實施月面軟著陸。

 

嫦娥五號探測器組合體成功分離三維模擬圖(圖源:新華社發布,北京航天飛行控制中心供圖)

 

07 著陸月面

 

12月1日23時11分,嫦娥五號探測器在月球正面(永遠朝向地球的半球)西經51.8度、北緯43.1度附近著陸,該地為月球最大的月海——風暴洋的呂姆克山脈以北地區,緯度較高。著陸器配置的降落相機拍下了嫦娥五號探測器在下降過程中的影像圖並傳回。這也是首次有探測器落地於這一區域。

嫦娥五號探測器拍攝的月表畫面(圖源:中國探月與深空探測網)

嫦娥五號探測器軟著陸後降落相機拍攝的圖像 (圖源:中國探月與深空探測網)

探測器降落示意圖 (圖源:中國探月與深空探測網)

08 月面採樣

 

為了獲得儘可能豐富的月球樣品,嫦娥五號探測器採用鑽具鑽取和機械臂表取兩種採樣方式,且在多個地點進行採樣。12月2日4時53分,嫦娥五號著陸器和上升器組合體完成了鑽取採樣及封裝。12月2日22時,嫦娥五號探測器完成所有月面無人採樣工作,並將2公斤重的月球樣品封裝保存至上升器所攜帶的貯存裝置中。這也是中國第一次自主採集月球樣品。

月球表面自動採集現場 (圖源:中國探月與深空探測網)

09 月面上升

 

12月3日23時10分,嫦娥五號上升器準時點燃引擎,攜帶月球樣品進入預定環月軌道,實現我國首次地外天體起飛。

嫦娥五號上升器飛行過程(圖源:新華網,北京航天飛行控制中心拍攝)

10 交會對接與樣品轉移

 

上升器進入環月飛行軌道後,軌道器和返回器組合體逐步靠近上升器,並在12月6日5時42分以抱爪方式捕獲上升器,順利完成交會對接。所謂抱爪,即像手掌握住木棍一樣,「抓住」上升器連接面上的三根連杆。由此,規返組合體便可與上升器緊密對接。整個對接過程在21秒內完成,1秒捕獲、10秒矯正、10秒緊鎖,步步緊扣。隨後,上升器將月球樣品容器轉移到了返回器上。這是我國太空飛行器首次實現月球軌道交會對接。12月6日12時許,上升器與軌返組合體順利在軌分離。

軌道器與上升器完成交會對接 (圖源:中國探月與深空探測網)

11 環月等待與月地轉移

 

12月12日9時54分,嫦娥五號軌道器和返回器組合體經歷了大約6天的環月等待,實施了第一次月地轉移入射,類似於「踩一腳油門」,通過軌道機動進入到月地轉移軌道。

 

在與著陸器和上升器分離之後,嫦娥五號探測器由原先的8噸減輕為2噸。如果沿用大推力發動機,就會導致探測器加速度過大,從而影響軌道入射精度。因此,嫦娥五號探測器採用了多臺小推力發動機同點火的方式。為了達到足夠的飛行速度,又需進行第二次點火。12月13日9時51分, 嫦娥五號軌道器和返回器組合體在距月面約230公裡處實施四臺150牛發動機點火,發動機在大約22分鐘後正常關閉。根據實時遙測數據監視,軌道器和返回器組合體成功進入月地轉移軌道,第二次月地轉移入射成功。

第一次月地轉移入射示意圖 (圖源:中國探月與深空探測網)

12 軌道器和返回器分離

 

2020年12月17日凌晨1時許,在距離地球約5000公裡的高度時,承擔運輸任務的軌道器與返回器成功分離。攜帶著月球樣品的返回器將獨自「歸家」。

 

13 著陸地球

 

2020年12月17日凌晨1時59分,「嫦娥五號」順利著陸於內蒙古中部草原的四子王旗航天著陸場。這標誌著我國探月工程「三步走」戰略規劃取得成功。

 

12月17日凌晨,嫦娥五號返回器攜帶月球樣品,採用半彈道跳躍方式再入返回,在內蒙古四子王旗預定區域安全著陸。新華社記者 任軍川 攝

一隻小動物從嫦娥五號返回器前經過

參考資料:

[1]國家航天局探月與航天工程中心.中國探月與深空探測網http://www.clep.org.cn/

[2]The Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC). First Look: Chang'e 5. [EB/OL].(2020-12-04)[2020-12-16]. https://www.lroc.asu.edu/posts/1172

[3]新華網.我國首次實現月球軌道交會對接 嫦娥五號完成在軌樣品轉移[EB/OL].(2020-12-06)[2020-12-16]. http://www.xinhuanet.com/tech/2020-12/06/c_1126826329.htm

[4]人民日報. 完成月球採樣任務,嫦娥五號成功實現中國首次地外天體起飛[EB/OL].(2020-12-04)[2020-12-16].http://paper.people.com.cn/rmrbhwb/html/2020-12/04/content_2021579.htm

[5]中國新聞網. 嫦娥五號探測器成功完成中國首次月球軌道無人交會對接[EB/OL].(2020-12-06)[2020-12-16] http://www.jwview.com/jingwei/html/12-06/366072.shtml

[6] 瀚海狼山軍事號.嫦娥5號這次帶回來的樣品只有月壤沒有月巖嗎?[EB/OL].(2020-12-03)[2020-12-16]. https://dy.163.com/article/FSV9H2T4053516SG.html

[7]光明網. 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. [EB/OL].(2020-11-25)[2020-12-16]. https://www.sohu.com/a/434159473_162758

[8]人民日報. 嫦娥五號探測器完成第二次軌道修正[EB/OL].(2020-12-25)[2020-12-16]. https://wap.peopleapp.com/article/6048628/5961860

[9]澎湃新聞.新浪網. 嫦娥五號「剎車」制動進入環月軌道,「近月制動」究竟是什麼[EB/OL].(2020-11-29)[2020-12-16]. https://finance.sina.com.cn/tech/2020-11-29/doc-iiznctke3802658.shtml

[9]觀察者網. 著陸畫面!第一視角看嫦娥五號落月全程.[EB/OL].(2020-12-02)[2020-12-16]. https://www.guancha.cn/politics/2020_12_02_573195.shtml

[10] 胡喆.新華網. 完美的「擁抱」——揭秘嫦娥五號交會對接背後的故事[EB/OL].(2020-12-06)[2020-12-16]. http://www.xinhuanet.com/2020-12/06/c_1126826816.htm

相關焦點

  • 從嫦娥一號到嫦娥五號,一文回顧中國的探月之旅
    嫦娥五號探測器送入預定軌道,開啟了我國首次地外天體採樣返回之旅。,中國的探月之旅。這也成為我國航天事業繼東方紅一號人造地球衛星和神舟五號載人飛船之後, 第3個具有裡程碑意義的成就。嫦娥三號調查了著陸區與巡視區月表地形地貌與地質構造、著陸區與巡區月表物質成分、月球內部結構以及可利用資源以及探測地球等離子體層以及開展月基光學天文觀測。2013年12月16日,中國官方宣布嫦娥三號任務獲得成功。嫦娥三號月球探測器創造了全世界在月工作最長紀錄。
  • 嫦娥五號探月任務發射在即,一起回顧中國探月工程
    央視新聞發布海報,今日18時將直播火箭發射全程,讓我們預祝長徵五號嫦娥五號十全十美!同時,小編帶你一起回顧「嫦娥」家族的奔月之路!嫦娥奔月、吳剛伐桂、玉兔搗藥……到月亮上觀光探秘,成為千百年來人們的憧憬和追求,隨著科技的不斷發展,中國人的浪漫想像開始成為現實。  【嫦娥工程,中國的探月之旅啟航】  2004年,中國正式開展月球探測工程,並命名為「嫦娥工程」,從此,中國的探月工程誕生了。
  • 從嫦娥一號到嫦娥五號,一文回顧中國的探月之旅!
    作者:東方星 來源:《知識就是力量》雜誌 2020年11月24日4時30分,長徵五號運載火箭在中國文昌航天發射場成功將嫦娥五號探測器送入預定軌道,開啟了我國首次地外天體採樣返回之旅。
  • 中國探月六戰六捷!回顧嫦娥五號月球採樣返回之旅
    資料圖 新華社供圖嫦娥五號探測器由中國航天科技集團五院抓總研製,是迄今為止我國研製的最為複雜的太空飛行器系統之一,由軌道器、返回器、著陸器、上升器組成,包含15個分系統,承擔著中國首次月球無人採樣返回的重大任務。
  • 嫦娥五號創5個首次 嫦娥五號任務紀實全紀錄
    嫦娥五號回來了!帶著月壤回來了!恰似一部追了23天的宇宙大片,人們期待著、盼望著,晝夜不息。  12月17日凌晨,嫦娥五號返回器,如同茫茫草原上的一顆流星劃破天際,驚起一團煙雲,以百米衝刺的姿態迫不及待回到地球。九天攬月,這一刻,中國航天又創造新的歷史。  這是21世紀人類首次月球採樣返回任務,標誌著中國航天向前邁出一大步。
  • 嫦娥五號飛天 開啟探月之旅
    昨日4時30分,我國在中國文昌航天發射場,用長徵五號遙五運載火箭成功發射探月工程嫦娥五號探測器,並順利將探測器送入預定軌道,開啟我國首次地外天體採樣返回之旅。楚天都市報記者王永勝攝昨日凌晨4時30分,長徵五號遙五運載火箭成功發射探月工程嫦娥五號探測器 楚天都市報記者王永勝攝●有望創五個「中國首次」地外天體的採樣與封裝地外天體起飛月球軌道交會對接
  • 嫦娥五號順利歸來創造5個首次 中國太空探索升級
    北京時間12月17日,在中國國務院新聞辦就探月工程嫦娥五號任務舉行的發布會上,中國國家航天局副局長、探月工程副總指揮吳豔華表示,嫦娥五號完成了一次對接、六次分離,兩種方式採樣、五次樣品轉移,經歷了11個重大階段和關鍵步驟,嫦娥五號任務創造了五項中國首次。
  • 嫦娥五號「探月」歸來 實現五個首次
    國家航天局專家表示,嫦娥五號探測器在一次任務中,連續實現了我國航天史上首次月面採樣、月面起飛、月球軌道交會對接、帶樣返回等多個重大突破,為我國探月工程「繞、落、回」三步走發展規劃畫上了圓滿句號。
  • 嫦娥五號任務圓滿成功 中國探月工程三步走規劃完美收官
    國家航天局副局長,探月工程副總指揮吳豔華(徐想 攝)    12月17日,國新辦舉行探月工程嫦娥五號任務有關情況發布會。國家航天局副局長、探月工程副總指揮吳豔華在會上介紹,今天凌晨1時59分,嫦娥五號返回器攜帶月球樣品成功著陸,任務獲得圓滿成功。習近平總書記親致賀電,高度肯定嫦娥五號任務是發揮新型舉國體制優勢攻堅克難取得的又一重大成就,這是對全體參研參試科技工作者的極大鼓舞和鞭策。  吳豔華介紹,嫦娥五號是我國複雜度最高、技術跨度最大的航天系統工程,首次實現了我國地外天體採樣返回。
  • 從嫦娥一號到嫦娥五號,回顧嫦娥探月之旅
    這是長徵五號系列運載火箭的第二次應用性發射,將運送探月工程嫦娥五號探測器至地月轉移軌道,實施我國首次地外天體採樣返回任務。此次長徵五號遙五火箭發射窗口時間,是在綜合考慮地月位置關係等因素基礎上,經過軌道設計選擇出的最佳發射時間。
  • 長徵五號運載火箭搭載嫦娥五號成功發射,開啟中國探月新篇章
    根據央視新聞報導,2020年11月24日凌晨4時30分,中國長徵五號運載火箭搭載著嫦娥五號月球探測器在海南文昌航天發射場成功發射升空。圖源:央視新聞激動人心的時刻來臨!這是中國首次月球採樣返回任務,也是首次地外天體採樣任務,同樣也是迄今為止我國執行的最為複雜的航天任務。
  • 中科院上海分院助力嫦娥五號探月
    (上海技物所供圖)     應用於太空飛行器天線部件的有機溫控塗層(上海有機所供圖)     陀螺儀專用浮液系列產品(上海有機所供圖)     長徵五號遙五運載火箭在中國文昌航天發射場點火升空,嫦娥五號探測器踏上奔月之旅(國家航天局供圖)
  • 回顧「繞」「落」「回」從嫦娥一號到嫦娥五號我國的偉大壯舉!
    回顧「繞」 「落」 「回」從嫦娥一號到嫦娥五號我國的偉大壯舉!我們今天就來簡單回顧一下從「嫦娥一號」到「嫦娥五號」的發展歷程。 2004年我國探月任務正式定項,被命名為「嫦娥工程」,月球探測器名為「嫦娥」,月球車被稱為「玉兔」,中繼星叫「鵲橋」,玉兔嫦娥著陸區叫為「廣寒宮」,從2004年開始,嫦娥就已正式向月球進發。
  • 嫦娥五號 月球之旅
    據新華社報導,11月30日,探月工程嫦娥五號任務飛行控制團隊按計劃實施嫦娥五號探測器著陸器和上升器組合體與軌道器和返回器組合體分離。凌晨4時40分,在科技人員精確控制下,嫦娥五號探測器組合體順利分離。
  • 俄專家:嫦娥五號探測器成功著陸是探月領域的巨大成就
    俄羅斯衛星通訊社莫斯科消息 莫斯科物理技術學院無人機實驗室主任亞歷山大·羅金向衛星通訊社表示,中國嫦娥五號探測器成功著陸月面是探月領域的一項巨大成就。中國探月工程嫦娥五號探測器11月24日由長徵五號遙五運載火箭成功發射,順利進入預定軌道
  • 嫦娥五號|回顧嫦娥探測器的探月曆程,展望未來十年的探月規劃
    ,這次為第二階段「落月」做前期準備;2013年成功將娥娥三號送上了月球,嫦娥三號攜帶的「玉免號」月球車完成互拍;並將圖像傳回地面,正式宣告探月工程的第二階段,「落月」完美收官;2018年,嫦娥四號再次成功著陸,這一次發射任務,實際上並非為第三階段進行前期準備,而我國探月工程的一次「額外」嘗試;但這個嘗試,卻做成了中國探月工程的那句豪言
  • 120秒視頻回顧探月工程嫦娥五號發射、落月、採樣精彩瞬間
    120秒視頻回顧探月工程嫦娥五號發射、落月、採樣精彩瞬間 ,用長徵五號遙五運載火箭成功發射探月工程嫦娥五號探測器,順利將探測器送入預定軌道,開啟我國首次地外天體採樣返回之旅!
  • 嫦娥五號副總指揮張玉花:中國探月腳步不會停下
    嫦娥五號副總指揮張玉花,人稱「花總」,是很多航天人心中的偶像。包括她在內,在嫦五任務團隊中有一群嚴謹細緻的航天金花默默堅守,確保嫦娥五號探月之旅順利完成。自2011年軌道器立項起,中國航天科技集團有限公司八院探月工程負責人張玉花就帶領團隊「白手起家」,展開了攻堅研製之旅。嫦娥五號軌道器是張玉花探月之路上經歷時間最長、研製最為艱苦的一個太空飛行器。
  • 嫦娥五號推進中國太空雄心,「五個首次」即將開創
    【環球時報綜合報導】「中國開始了其最雄心勃勃的探月任務。」24日,隨著長徵五號遙五運載火箭成功將嫦娥五號探測器送入太空,外媒又一次將目光聚焦中國的「太空雄心」。與此前幾次探月任務不同,嫦娥五號不僅要在38萬公裡之外的月球實現軟著陸,還要採集兩公斤月壤後返回地球,完成我國探月工程「繞、落、回」三步走的最後一步。
  • 中國嫦娥五號探月任務引發歐洲各界關注
    &nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp人民網布魯塞爾11月25日電(記者 鄭彬)日前,中國成功發射探月工程嫦娥五號探測器的消息在歐洲引起了廣泛關乎。