嫦娥五号实现地外天体起飞
这是中国探测器首次在地外天体上起飞。接下来,嫦娥五号升降机进入月球周围的轨道,并将选择与月球周围的轨道返回组合对接。
腾讯太空 文/乔辉
据央视新闻报道,2020年12月3日23:10左右,嫦娥五号“上升器”从月球上收集的样品从月球上顺利起飞,这也是中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月球周围的轨道,并将选择与月球周围的轨道组合连接。
一、月面起飞的难度主要在哪里?
1.中国探测器首次起飞地外天体
众所周知,嫦娥三号和嫦娥四号探测器之前已经成功登陆月球,所以我们在嫦娥五号登月阶段仍然有经验和信心,但控制探测器是第一次从月球上起飞,以前从未做过。
注:嫦娥五号探测器四部分(图片来源:国家航天局)。
为了便于了解嫦娥五号升降机如何在月球上起飞,让我们了解嫦娥探测器的基本结构:嫦娥五号探测器由着陆器、升降器、轨道器和返回器四部分组成。其中,着陆器和升降机作为一个整体(升降组合)落在月球上。作为另一个整体(轨道返回组合),轨道器和返回器继续围绕月球运动,等待升降机的凯旋归来。
图注:上升器在月面上起飞(艺术图)。
当着陆器收集到的样品转移到上升器时,上升器可以等待指令随时起飞。我们知道,当火箭在地球上发射时,有一个发射塔,上升相当于在月球上发射一个小火箭,没有发射塔怎么办?事实上,发射塔是上升器下的着陆器。着陆器不仅负责挖掘,而且还作为临时发射器。
图注:上升器在月面上起飞(艺术图)。
上升机体积小,火箭发动机携带的燃料有限。幸运的是,月球表面的重力只有地球表面的六分之一,因此可以重返月球轨道。
2.错过月亮起飞窗口等一个月
地面控制人员将根据着陆器和上升器的位置和姿势,以及轨道器的实际飞行轨道,计算出最佳月度起飞时间和方向,并使用最节能的燃料飞行路线连接轨道器。
一旦你错过了起飞的最佳时机,你必须在月球上等待一个月球日,相当于大约28个地球日。由于月球没有空气保护,昼夜温差很大,白天可以高达127摄氏度,晚上可以低至零下183摄氏度。如此大的温差可能会损坏嫦娥五号上的电子设备,影响正常起飞。因此,月球表面不应长时间停留,必须抓住第一个窗口快速起飞。
月球上嫦娥五号五号
小时干什么?
嫦娥五号探测器在月面上只停留48小时,这就要求它在48小时内进行月面钻探取样、月面抓取取样、样品包装和月面起飞准备。时间紧,任务重!
众所周知,美国通过阿波罗计划的六次载人登月,人工带回了381公斤的月球岩石和土壤样品。前苏联通过三个无人探测器取回了总共330克的样品。这次至少很难取回2公斤的月球样品。
科学家们已经为取样的难度做好了心理准备。他们在地面上进行了各种模拟取样实验,最终决定采用钻探取样和表面抓取两种形式,简称:“钻取”和“表取”。