「嫦五」回家捎來了月球「土特產」

2020-12-23 南昌晚報

  「嫦五」回家

  捎來了月球「土特產」

  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,探月工程嫦娥五號任務取得圓滿成功。

  歷經23天,嫦娥五號闖過地月轉移、近月制動、環月飛行、月面著陸、自動採樣、月面起飛、月軌交會對接、再入返回等多個難關,成功攜帶月球樣品返回地球,完成了這次意義非凡的太空之旅。

  攬月而歸,踏夢而行。作為我國複雜度最高、技術跨度最大的航天系統工程,嫦娥五號任務實現了我國首次月面採樣與封裝、月面起飛、月球軌道交會對接、攜帶樣品再入返回等多項重大突破,其成功實施標誌著我國探月工程「繞、落、回」三步走規劃如期完成。

  回 家

  ·動態

  嫦娥五號返回器運抵北京 月球「土特產」開箱倒計時

  17日凌晨1時許,北京航天飛行控制中心通過地面測控站向嫦娥五號軌道器和返回器組合體注入高精度導航參數。此後,軌道器與返回器在距南大西洋海平面高約5000公裡處正常解鎖分離,軌道器按計劃完成規避機動。

  凌晨1時33分,嫦娥五號返回器在距地面高度約120公裡處,以約11.2千米/秒的高速進入地球大氣層,實施初次氣動減速。下降至預定高度後,返回器向上躍出大氣層,到達最高點後開始滑行下降。之後,返回器再次進入大氣層,實施二次氣動減速。在降至距地面約10公裡時,返回器打開降落傘完成最後減速並保持姿態穩定,隨後在預定區域平穩著陸。負責搜索回收任務的測控與回收系統技術人員及時發現目標,有序開展回收工作。

  在完成必要的地面處理工作後,嫦娥五號返回器於17日下午被空運至北京,當晚回到「出生地」——中國航天科技集團五院。按計劃,回收後的嫦娥五號返回器將取出樣品容器及搭載物。國家航天局將擇機舉行交接儀式,正式向地面應用系統移交月球樣品,我國首次地外天體樣品儲存、分析和研究相關工作也將隨之啟動。

  據介紹,一部分月球土壤將入藏國家博物館並向公眾展示。

  在17日下午舉行的國新辦發布會上,國家航天局副局長、探月工程副總指揮吳豔華說,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。

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  ·揭秘

  返回器太空「打水漂」減速

  嫦娥五號返回器回到地球,不是走直線,而是在太空中打著「水漂」回來的。採用這種回家方式,是因為此次返回器從月球歸來的速度是每秒11.2公裡。太空飛行器以如此高的速度進入大氣層,摩擦產生的劇烈高溫將帶來極大風險,因此必須解決「減速」問題。中國航天科技集團五院總體設計部的軌道設計師們,巧妙地藉助地球大氣層這個太空飛行器再入返回的天然屏障,讓返回器在太空中打「水漂」減速。

  「太空水漂」的學名叫「半彈道跳躍式返回」,即在返回器首次進入大氣層一定「深度」並滑行一定距離後,調整返回器姿態,使其再次升高,隨著返回器的升高,其速度會進一步降低,在降到第一宇宙速度以下時返回器便不再滿足成為一顆地球衛星的基本條件,再次開始下落,返回地球。

  值得一提的是,返回器的「太空水漂」全過程是可控的。五院502所為嫦娥五號配備了制導導航與控制(GNC)系統,返回器中的計算機會根據當前的位置和速度信息,結合落點位置進行制導處理,自動規劃出一條從返回器當前位置到打開降落傘地點的最佳飛行路徑,然後通過向安裝在返回器外的發動機發送噴氣控制指令,調整返回器姿勢,使返回器沿著規劃軌跡飛行。

  探測器身穿「防熱衣」降溫

  見過神舟飛船返回艙的人一定對它烏黑的外表印象深刻。這是返回艙從近地軌道返回地球時,與大氣層劇烈摩擦產生的高溫燒灼而成的。「再入的速度提高一倍,再入熱量將提高8倍至9倍。」中國航天科技集團五院總體設計部的嫦娥五號探測器結構分系統主任設計師董彥芝說,如此高的溫度一旦進入返回器內部,後果將不堪設想。

  最終,總體設計部防熱結構設計團隊為探測器設計了一件「貼心防熱衣」。首先,針對月球軌道返回熱環境、空間環境和重量的要求,提出了不同部位耐燒蝕和隔熱的具體需求與指標,從33種新研材料中篩選出了7種防熱材料,完成了防熱材料的布局和局部防熱結構設計,實現了我國由近地軌道再入到深空軌道的防熱結構設計跨越;其次,科研人員提出了三維傳熱燒蝕分析方法,採用整體變厚度、變密度,分區域、偏軸設計方案,突破了輕量化設計關鍵技術,並利用一維燒蝕分析和三維溫度場分析相結合的數值分析方法,實現了用全面的局部燒蝕試驗代替整器燒蝕試驗,為試驗任務的成功奠定了基礎。

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  ·花絮

  第一個發現「嫦五」的小動物是什麼?

  昨日,嫦娥五號返回器安全著陸時,一隻可愛的小動物成功「搶鏡」,第一個抵達現場。就它的「真實身份」,全網展開競猜。動物學專家判斷,它應該是草原上的某種鼠類。

  許多熬夜關注「嫦娥」回家的網友在直播中發現一隻小動物從返回器前跑過。「『嫦五』回家,沒想到第一個找到的竟是它?」17日凌晨,這條消息在社交平臺「刷屏」了。

  「競猜」者中,「玉兔派」的擁躉者很多。「這不是玉兔嗎?」「嫦娥姐姐把兔子也帶下來了」。也有不少網友站隊了「肉食派」,認為「絕對不是兔子,像是狐狸」,或「這是一隻來自草原的狼」。他們給出的理由也頗為有趣——「也許是聞著玉兔味兒來的,想嘗嘗」。

  仔細看過視頻後,中科院動物所國家動物博物館副館長張勁碩表示,直播圖像中的小動物肯定是一種嚙齒類動物,但由於沒有鑑定特徵,無法準確地判斷具體是哪種鼠類。

  不過,負責回收任務的空中搜索分隊副指揮員劉鵬飛告訴記者,「這個小動物,其實是一隻兔子,就像網友們所說的玉兔。它的發現主要得益於我們飛機上針對這次專項任務加裝的紅外光學吊艙設備,只要是自身能發熱的,我們就能夠將它捕捉到,所以這隻小動物恰好被我們捕捉到了。」

  返回器貼滿暖寶寶,穿上迷彩外套

  昨日凌晨觀看直播的網友還發現,嫦娥五號返回艙全身上下貼滿了暖寶寶!

  據地面回收人員介紹,這是因為著陸時正值凌晨,返回艙內部的推進劑還有剩餘,為給返回器保溫,防止剩餘燃料被凍住、增加後續處置的難度,貼上暖寶寶給返回艙暫時保暖。

  最後,地面回收人員還給返回艙穿上了兩層厚厚的棉衣,再罩上「迷彩外套」,嚴嚴實實地包成「大粽子」後送上車,空運回北京。

  (綜合新華網、央視、北京晚報)

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