3000N發動機再次點火!近月制動險象環,美蘇多個探測器撞月

2020-12-03 宇宙印象

編者按:嫦娥五號已經成功落月,在落月之前,進行了兩次近月制動,險象環生,3000N發動機首次在探月工程三期上使用,已經完美完成軌道控制任務。在環月軌道上運行時,兩大技術力保嫦娥五號,展示了我航天技術紮實的基本功。


宇宙印象|頭條獨家 深度科普欄目第1528期

嫦娥五號在昨天晚上已經在月球風暴洋呂母克山脈附近成功實施軟著陸,即將開啟為期48小時的月面採樣之旅。為什麼選擇在晚上降落,主要是因為這時候在風暴洋呂母克山脈下方,太陽的高度大約有34.5度,有光照,處於月晝時期,適合採樣。在接下來2天的時間內,嫦娥五號需要完成採樣工作,限定的時間只有2天。

圖片解讀:嫦娥五號落月的情景,距離月面2米高度時發動機關機

圖片解讀:嫦娥五號落月的狀態

圖片解讀:嫦娥五號落月的狀態

嫦娥五號不具備在月夜中長時間運行的能力,因為這是一個採樣探測器,不需要搭載核電池在月夜中保持溫度,與嫦娥三號、四號的任務不一樣。從11月24日凌晨至今,嫦娥五號在地月轉移軌道、環月軌道上運行了9天左右的時間,進行了2次軌道修正。11月24日晚上,嫦娥五號探測器啟動3000N發動機,工作2秒,完成第一次軌道修正,距離地球16萬公裡。11月25日,嫦娥五號150N發動機啟動,工作6秒,完成第二次軌道修正,距離地球約27萬公裡。11月28日,嫦娥五號在距離月面400公裡高度時,再次啟動3000N發動機,順利進入環月軌道。

這幾次軌道動作中,我們發現一個非常關鍵的設備,這就是3000N發動機。嫦娥五號在近月制動中施展了兩大航天黑科技,第一個就是3000N發動機,第二個是精確的軌道控制技術。我們先來說3000N發動機,這是航天六院11所研發,是專門為探月工程三期任務(嫦娥五號)提供動力,主要用於月球探測器軌道轉移、月面上升發射。2012年,3000N發動機首次進行大噴管高模試車,連續點火1000秒,尤其是點火啟動、關機性能非常優秀,可靠性極佳。

圖片解讀:3000N發動機點火測試

圖片解讀:3000N發動機

第二個亮點是精確的軌道控制技術,這項能力我們已經在嫦娥一號是就掌握了,只不過隨著探月工程的推進,近月制動的精度不斷提升,要求更高了。需要注意的是,嫦娥五號使用的是3000N發動機軌控發動機,這是該發動機第一次在探月工程上使用,之前嫦娥三號、四號使用的是7500N發動機,後者在近月制動時推力更大。嫦娥五號使用3000N發動機推力沒有7500N發動機大,但是精度更高。

圖片解讀:2次制動進入200公裡高度的環月軌道

嫦娥五號進入400公裡環月軌道是個緩衝設計,運行大約一天的時間,每圈8個小時,繞行3圈,然後再進行一次近月制動,最終進入200公裡高度的環月軌道。

由此看出,近月制動險象環生,美蘇多個探測器在近月制動上失去控制,要麼速度下降太慢,導致探測器掠過月球,要麼速度下降太快,直接撞到月球上。從嫦娥一號到五號,我們國家已經掌握了近月制動技術,從7500N發動機到3000N發動機,即便動力上進行了調整、變化,但仍然可以精確控制,相當於難度提升了,成績還能更好!宇宙印象為今日頭條獨家,其他均為假冒,轉載均為非法。

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