嫦娥五号实现地外天体起飞

时间:2023-10-14 10:07:15编辑:奇闻君

嫦娥五号实现地外天体起飞

这是我国探测器首次在地外天体上起飞。接下来,嫦娥五号上升器进入环绕月球轨道,将择机与正在环绕月球运行的轨返组合体对接。

腾讯太空 文/乔辉

据央视新闻消息,2020年12月3日23点10分左右,嫦娥五号“上升器”搭载着从月球采集的样品从月面顺利起飞,这也是我国探测器首次在地外天体起飞。接下来,嫦娥五号上升器进入环绕月球轨道,将择机与正在环绕月球运行的轨返组合体对接。

一、月面起飞的难度主要在哪里?

1、我国探测器首次地外天体起飞

我们知道,此前嫦娥三号和嫦娥四号探测器都成功着陆月球,因此本次嫦娥五号落月阶段,我们还是比较有经验和信心的,但控制探测器从月面起飞还是第一次,之前没有做过。

图注:嫦娥五号探测器的四部分(图片来源:国家航天局)。

为了便于理解嫦娥五号上升器如何在月面起飞,我们了解一下嫦娥探测器的基本结构:嫦娥五号探测器由四大部分组成:着陆器、上升器、轨道器和返回器。其中,着陆器和上升器作为一个整体(着升组合体)一起落到月面。轨道器和返回器作为另一个整体(轨返组合体)继续围绕月球运动,等待上升器的凯旋归来。

图注:上升器在月面起飞(艺术图)。

当着陆器采集到的样品转移到上升器后,上升器就可以随时等待指令起飞了。我们知道,在地球上发射火箭的时候,都有一个发射塔架,上升器的起飞就相当于在月球发射一枚小火箭,没有发射塔架怎么办呢?其实,充当发射塔架的就是上升器下面的着陆器。着陆器不但负责挖土的工作,而且还要充当临时发射架。

图注:上升器在月面起飞(艺术图)。

上升器体积不大,其火箭发动机携带的燃料有限,幸亏月球表面引力只有地球表面的六分之一,才得以重新返回月球轨道。

2、错过月面起飞窗口要等一个月

地面控制人员会根据着陆器和上升器的位置和姿态,以及轨道器的实际飞行轨道,计算出最佳的月面起飞时间和方向,使用最节约燃料的飞行路线去对接轨道器。

一旦错过起飞的最佳时机,就要在月面等待一个月球日,相当于约28个地球日。由于月球没有空气保护,昼夜温差很大,白天可高达127摄氏度,夜晚可低至零下183摄氏度,这么大的温差很可能会对嫦娥五号上的电子设备造成损害,影响正常起飞。所以,月面不宜久留,必须把握第一个窗口抓紧起飞。

二、嫦娥五号在月球的48

小时都干了啥?

嫦娥五号探测器总共在月面只待48小时,这就要求它要在48小时内开展月面钻探取样、月面抓取取样、样品打包以及准备月面起飞等工作,真可谓是时间紧、任务重!

我们知道,美国通过阿波罗计划的六次载人登月,通过人工带回来381千克的月球岩石和土壤样品。前苏联则通过3次无人探测器取回总共330克的样品。而我们这次要取回至少2千克的月壤样本,难度还是非常大的。

科学家对于取样的难度早有心理准备,他们在地面上进行了各种模拟取样实验,最终决定用钻探取样和表面抓取取样两种形式,分别简称为:“钻取”和“表取”。

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