嫦娥五號自述如何月球取土 首次曝光「挖寶套裝」

2020-12-18 中華網新聞

原標題:嫦娥五號自述如何月球取土 「挖寶套裝」曝光

嫦娥五號成功落月,之後將在月球表面採集2公斤左右的月壤樣品,地點選擇在月球正面風暴洋西北部的呂姆克山脈附近。

為什麼選擇這裡?採樣如何進行?採樣時會用到哪些新奇的工具?聽嫦娥五號說說自己的「挖寶套裝」吧!

嫦娥五號探測器正按計劃開展月面採樣工作

記者從國家航天局獲悉,北京時間12月2日4時53分,探月工程嫦娥五號著陸器和上升器組合體完成了月球鑽取採樣及封裝。

探測器於12月1日23時許成功著陸月面後,開展了太陽翼展開、機構解鎖等相關準備工作。

目前,著陸器和上升器組合體正按計劃進行表取採樣。

嫦娥五號完成月球鑽取採樣及封裝

嫦娥五號探測器自動採樣任務採用表鑽結合,多點採樣的方式,設計了鑽具鑽取和機械臂表取兩種「挖土」模式。

嫦娥五號成功落月 傳回著陸影像圖

記者從國家航天局獲悉,12月1日23時11分,嫦娥五號探測器成功著陸在月球正面西經51.8度、北緯43.1度附近的預選著陸區,並傳回著陸影像圖。

12月1日22時57分,嫦娥五號探測器著陸器和上升器組合體從距離月面15公裡處開始實施動力下降,7500牛變推力發動機開機,逐步將探測器相對月球縱向速度從約1.7公裡/秒降為零。

嫦娥五號成功落月 嫋嫋仙子月球凌空漫步婀娜多姿

期間,探測器進行快速姿態調整,逐漸接近月表;此後進行障礙自動檢測,選定著陸點後,開始避障下降和緩速垂直下降,平穩著陸在位於月球正面風暴洋的呂姆克山脈以北地區。

著陸過程中,著陸器配置的降落相機拍攝了著陸區域影像圖。

成功著陸後,著陸器在地面控制下,進行了太陽翼和定向天線展開等狀態檢查與設置工作,將正式開始持續約2天的月面工作,採集月球樣品。

穩穩落在月球表面!嫦娥五號成功落月三大看點

經過約38萬公裡、一周左右的地月轉移、近月制動、環月飛行之旅,12月1日晚間,嫦娥五號探測器穩穩降落在月球正面風暴洋北部呂姆克山、夏普月溪附近。

這是中國探測器第三次在月球表面成功軟著陸,也是人類探測器首次踏足月球上的這一區域。

無論是嫦娥五號成功落月,還是即將開展的科學探測及自主採樣返回等任務,都看點多多、令人期待。

險!600公裡外「全自主跳傘」

在距月面1.5公裡時,嫦娥五號利用光學成像敏感器進行粗避障,剔除大型障礙物;距月面僅百米時,嫦娥五號上的備用雷射三維成像敏感器進行精確避障,精準識別選好落點。

嫦娥五號成功落月 嫋嫋仙子月球凌空漫步婀娜多姿

一邊下降一邊避障,待嫦娥五號飛到選定著陸點後,一個側身開始垂直下降,並在距離月面較近時關閉發動機、自由落體……

著陸腿緩衝著陸!至此,嫦娥五號完美落月!

主動減速、快速調整、迅速接近、精準選點、穩步著陸……整個落月過程,一系列複雜精細的動作都由嫦娥五號自主完成,猶如一位在月球凌空漫步的嫋嫋仙子,婀娜多姿。

「嫦娥五號任務的落月和近月制動一樣,都是只有一次機會,必須一次成功。可以說,落月的過程就是邊飛行邊找尋落點,在15分鐘內,完成約600公裡外的全程自主跳傘。」中國航天科技集團五院嫦娥五號探測器系統副總設計師彭兢說。

著陸後,在地面測控方和空間應用科學任務支持下,嫦娥五號依次完成狀態檢查、預備工作狀態設置、著陸區成像等任務……

為了實現「選址正確,落得準確」,嫦娥五號採用了中國航天科技集團五院502所已經在嫦娥三號和四號上應用的「粗精接力避障」的方式,即在502所研製的制導導航與控制(GNC)系統的指揮下,將「粗避障」與「精避障」相結合,讓嫦娥五號穩穩地降落。

穩!嫦娥五號「大腿」顯身手

落月的關鍵在於「平穩」二字。嫦娥五號落月時,撞擊月面會形成較大的衝擊,必須設計相應的著陸緩衝系統,吸收著陸的衝擊,保證探測器不翻倒、不陷落,這是落月的技術難題之一。而著陸緩衝機構,通俗地說就是嫦娥五號的「腿」。

這四條緩衝、支撐一體化的「腿」可不一般,它們是嫦娥五號機構分系統團隊精心設計、巧手研製,更擁有嫦娥三號、嫦娥四號的完美基因。

據介紹,著陸緩衝機構具有完全自主智慧財產權的「偏置收攏、自我壓緊」式方案,保證了收攏簡單、展開可靠,解決了著陸緩衝、著陸穩定性等多方面的問題。

與嫦娥三號的著陸緩衝設計方案相比,由於任務難度增加,嫦娥五號任務的著陸緩衝能力要求提高了30%,但機構重量指標卻減少了5%,這為研製團隊帶來了不小的難題。

面臨減重的難關,研製團隊反覆迭代,每次修改完設計,討論時一旦發現新的減重突破口,又毫不猶豫地再次推翻設計、繼續修改,最終達到了設計指標,確保了嫦娥五號穩定可靠地完成與月球的親密「擁抱」。

準!落月點仍屬月球探測「處女地」

此次嫦娥五號的月球著陸區域名叫「風暴洋」,周圍有1300米高的火山群,環境之險峻名副其實,讓嫦娥五號此行更加充滿探險的意味。隨著嫦娥五號的造訪,月球風暴洋舉世聞名。

嫦娥五號成功落月 嫋嫋仙子月球凌空漫步婀娜多姿

科學家們認為,著陸在此是十分明智的選擇。從地球上看起來,這裡更像是廣闊、黑暗的熔巖平原。

過去,這裡還從未有過任何人類探測器到訪過的足跡。

為何選擇在這裡?

雖然這裡和嫦娥三號在月球虹灣著陸點的緯度基本相當,但根據目前研究成果,這塊區域形成的地質年代較短,約37億年。

中科院國家天文臺專家表示,此次嫦娥五號有望獲取最年輕的月球返回樣品,在月球火山活動和演化歷史研究等方面取得原創性的科學成果。

由於涉及採樣後上升器的月面起飛,嫦娥五號落月的過程也是為後續上升器月面起飛選擇「發射場」的過程。專家介紹,相較於嫦娥三號、四號,嫦娥五號需要著陸區域內無太高的凸起、無太深的凹坑,並且坡度要符合任務要求,這對著陸點的位置精度和平整度方面提出了更高要求。

後續,嫦娥五號將同時用「表取和鑽取」兩種方式採樣。「表取」,顧名思義就是從月球表面通過機械臂和機械爪的配合,抓取一部分月壤。而「鑽取」則是要通過特殊的鑽頭,鑽到月表以下兩米左右的位置,把月壤整體取出來。

「這樣能夠更加原汁原味地保留月表以下兩米的月壤構造情況,讓科學家們能夠更加清楚地了解到月壤的構造和分布以及每一層的特徵。」中國航天科技集團五院嫦娥五號探測器鑽取子系統技術負責人王國欣說。

相關焦點

  • 月球「挖寶」2公斤 嫦娥五號即將完成最後一步:回家
    成功在月球「挖寶「2公斤之後,嫦娥五號現在要回家了。國家航天局消息,北京時間12月13日9時51分,嫦娥五號軌道器和返回器組合體實施第二次月地轉移入射,在距月面約230公裡處成功實施四臺150牛發動機點火,約22分鐘後,發動機正常關機。根據實時遙測數據監視判斷,軌道器和返回器組合體成功進入月地轉移軌道。
  • 嫦娥五號從月球帶回4斤「土」,裡面有什麼寶?
    (圖片來源:CCTV截屏)文/張淼12月17日凌晨,歷經19多天的太空工作,嫦娥五號攜帶來自風暴洋呂姆克山的2千克月壤返回地面。這是1976年蘇聯月球24號帶回100多克月球樣本以來,人類再一次得到來自月球的「土」。
  • 嫦娥五號幾個首次?棒!嫦娥五號創造5項中國首次 回顧嫦娥五號探月...
    嫦娥五號幾個首次?棒!嫦娥五號創造5項中國首次 回顧嫦娥五號探月之旅高光時刻 央視新聞 eet 快科 發表於 2020-12-17 17:49:49   你曉得嫦娥五號幾個首次嗎?權威準確的數據是嫦娥五號創造5項中國首次!五項!
  • 剛剛嫦娥五號傳來新消息!她為何要去月球「挖土」?這些「土」又...
    事實上,嫦娥五號將帶回的「土」,具有更高的天然放射性元素濃度,能幫助科學家研究月球地質演化歷史、了解太陽活動,也將為人類開採月球資源鋪平道路。為了去月球「挖土」,主要航天國家都很拼。國家航天局探月與航天工程中心副主任、嫦娥五號任務新聞發言人裴照宇表示,嫦娥五號任務是我國探月工程「繞、落、回」三步走中「回」這一步的主任務,要實現月球表面採樣返回。這次嫦娥五號的任務是帶回約2千克月壤。
  • 外媒關注:嫦娥五號順利完成月球採樣並「打包」
    中國太空計劃重大飛躍據英國廣播公司網站12月2日報導,據中國中央電視臺報導,北京時間12月2日4時53分,中國探月工程嫦娥五號的著陸器與上升器組合體完成了月球鑽取採樣及封裝。嫦娥五號是在北京時間12月1日晚間11時許成功實施月面軟著陸的。這次嫦娥五號任務的目標是把月球巖石和土壤帶回地球進行分析。
  • (港澳臺)香港理大揭秘:如何助力嫦娥五號月球「挖土」成功?
    新華社香港12月17日電(記者朱宇軒)17日凌晨,嫦娥五號返回器攜帶月球樣品安全著陸。中國探月工程嫦娥五號任務取得圓滿成功,並實現了中國首次月面採樣與封裝。研發月壤表取採樣裝置的香港理工大學(以下簡稱「理大」)科研團隊向新華社揭秘,他們如何助力嫦娥五號「挖土」成功。 「滿意、激動、開心!」
  • 嫦娥五號「挖土」歸來!一起探訪嫦娥五號月球採樣回家之旅
    北京時間12月17日凌晨1點59分,探月工程嫦娥五號返回器攜帶2千克月壤樣品在內蒙古四子王旗預定區域成功著陸,標誌著我國首次月球採樣返回任務圓滿完成。 自從11月24日搭乘「胖五」開始探月旅程以來,嫦娥五號跨越38萬公裡,闖過多個難關,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。 嫦娥五號回家了,它幹了些啥?返回著陸經歷了什麼?讓我們一起探訪嫦娥五號月球採樣回家之旅。
  • 嫦娥五號去月球挖土總共分幾步 嫦娥5號為啥要去月球挖土?
    嫦娥五號去月球挖土總共分幾步 嫦娥5號為啥要去月球挖土?時間:2020-11-24 15:30   來源:贏家財富網   責任編輯:沫朵 川北在線核心提示:原標題:嫦娥五號去月球挖土總共分幾步 嫦娥5號為啥要去月球挖土? 11月24日嫦娥五號終於升空了,你知道嫦娥五號去月球挖土總共分幾步嗎?
  • 嫦娥五號為中國帶回月球第一抔「土」,其意義何在?
    與火箭分離後,嫦娥五號通過推進器進行了為期4天的飛往月球之旅,之後,在一個名為呂姆克的火山附近著陸,大概方位在月球正面的西北地區。在那裡,著陸器從月球表面鑽取樣品並封裝。 取樣工作完成後,著陸器上的上升器起飛,攜帶2千克月球物質樣品,發射迴繞月軌道。在繞月軌道上,軌道器將封裝好的樣品回收,返回地球,以極高的速度重新進入地球大氣層,降落內蒙古。
  • 「嫦娥」去月球挖土了!
    國家航天局探月與航天工程中心副主任、探月工程三期副總設計師、嫦娥五號任務新聞發言人裴照宇如是說。在裴照宇看來,嫦娥五號任務對於我們「繞、落、回」整體規劃來說,是收官之作;對於未來的我國月球探測來說,是奠基之作。既是收官,又是奠基,可見嫦娥五號承擔的使命有多麼艱巨和光榮。那麼,要去月球挖土的「嫦娥」,這一路將面臨哪些挑戰?如何帶著月壤安全回家?
  • 嫦娥五號凱旋歸來 中國有了往返月球「雙程票」
    李淑姮 攝 中國航天科技集團 供圖這是中國航天的一次特殊「太空快遞」——嫦娥五號自海南文昌啟程、到月球風暴洋取件2千克左右當地「土特產」、返回內蒙古四子王旗成功籤收。至此,中國首次地外天體採樣返回任務圓滿完成。作為中國迄今複雜度最高、技術跨度最大的航天系統工程,嫦娥五號任務取得圓滿成功。
  • 嫦娥五號月球「挖土」回家,驚心動魄23天回顧
    北京時間凌晨1時59分,我國嫦娥五號返回器攜帶月球樣品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!至此,嫦娥五號圓滿完成了首次從月球採樣返回任務,接下來,找到並運輸返回器,以及對月壤分析任務的接力棒就要交給嫦娥五號在地面的人類「同事」了。
  • 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)
    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。
  • 林佳裡:「嫦娥五號」到月球採樣,臺灣也能嗎?
    「嫦娥五號」探測器攜帶月球樣本返回模擬圖。圖片來源:新華社「嫦娥五號」探測器載著2公斤重的月球樣本,預定12月17日凌晨2時30分返抵地球,著陸在內蒙古四子王旗著陸場,將成為自美國、前蘇聯之後,第三個自月球攜帶月球土壤回到地球的國家,令臺灣地區望塵莫及。
  • 五星紅旗閃耀月球!嫦娥五號月表國旗展示照片公布
    嫦娥五號著陸器和上升器組合體全景相機拍攝五星紅旗在月面成功展開。嫦娥五號著陸器和上升器組合體全景相機環拍成像,五星紅旗在月面成功展開,此外圖像上方可見已完成表取採樣的機械臂及採樣器。供圖:國家航天局,技術支持:國家天文臺旗開月表,五星閃耀。經過科研團隊的數據接收和處理,今天,國家航天局公布了探月工程嫦娥五號探測器在月球表面國旗展示的照片。
  • 選擇在月球風暴洋著陸的嫦娥五號面臨哪些困難?
    「嫦娥五號」將擇機實施月面軟著陸11月30日凌晨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。儘管從嫦娥一號到嫦娥四號,已經積累了大量月球探測的技術基礎。但實施在月球表面的自動採樣仍將面臨多項技術風險和挑戰。
  • 嫦娥五號返回器成功著陸 我國首次月球採樣獲成功
    【CNMO新聞】今年11月24日凌晨,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,順利將探測器送入預定軌道,我國開啟首次地外天體採樣之旅。12月17日凌晨1時59分嫦娥五號返回器返回地球,在內蒙古四子王旗預定區域成功著陸,歷時24天,我國首次地外天體採樣返回任務獲圓滿完成。
  • 穩穩落在月球表面!嫦娥五號成功落月三大看點
    這是中國探測器第三次在月球表面成功軟著陸,也是人類探測器首次踏足月球上的這一區域。無論是嫦娥五號成功落月,還是即將開展的科學探測及自主採樣返回等任務,都看點多多、令人期待。 險!落月點仍屬月球探測「處女地」此次嫦娥五號的月球著陸區域名叫「風暴洋」,周圍有1300米高的火山群,環境之險峻名副其實,讓嫦娥五號此行更加充滿探險的意味。隨著嫦娥五號的造訪,月球風暴洋舉世聞名。科學家們認為,著陸在此是十分明智的選擇。從地球上看起來,這裡更像是廣闊、黑暗的熔巖平原。過去,這裡還從未有過任何人類探測器到訪過的足跡。
  • 嫦娥五號任務月球樣品正式交接
    12月19日,重約1731克的嫦娥五號任務月球樣品正式交接。這標誌著嫦娥五號任務由工程實施階段正式轉入科學研究新階段,為中國首次地外天體樣品儲存、分析和研究工作拉開序幕。12月17日晚,嫦娥五號返回器在位於北京的航天科技集團五院(中國空間技術研究院)進行了全面檢查。
  • 嫦娥五號:您的「快遞」到了!來自月球,驚心動魄23天回顧
    至此,嫦娥五號圓滿完成了首次從月球採樣返回任務,接下來,找到並運輸返回器,以及對月壤分析任務的接力棒就要交給嫦娥五號在地面的人類「同事」了。作為中國探月工程「繞、落、回」三步走中的收官之戰,對於嫦娥五號自身來說,這次任務的完成實現了中國航天史上的四個「首次」:即首次地外天體的採樣與封裝、首次地外天體的起飛、首次月球軌道交會對接、首次攜帶樣品以接近第二宇宙速度的高速再入地球。