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1是在地外天体的采样与封装~~~
2020年12月18日 星期五 出版 返回首页 | 版面概览 | 版面导航 | 标题导航
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1是在地外天体的采样与封装
返回器太空“打水漂”减速

  12月17日凌晨,嫦娥五号返回器携带月球样品,采用半弹道跳跃方式再入返回,在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆。

  随着嫦娥五号返回器圆满完成月球“挖土”,带着月球“土特产”顺利回家,北京航天飞行控制中心嫦娥五号任务飞控现场旋即成为一片欢乐的海洋,大家纷纷欢呼、拥抱,互致祝贺。

  探月工程总指挥、国家航天局局长张克俭宣布:“探月工程嫦娥五号任务取得圆满成功!”

  历经23天,嫦娥五号闯过地月转移、近月制动、环月飞行、月面着陆、自动采样、月面起飞、月轨交会对接、再入返回等多个难关,成功携带月球样品返回地球,完成了这次意义非凡的太空之旅。

  “嫦娥五号任务既是收官之作,更是奠基之作。”嫦娥五号任务新闻发言人、国家航天局探月与航天工程中心副主任裴照宇表示,嫦娥五号任务是我国探月工程“绕、落、回”三步走中“回”这一步的主任务,成功实现了月球表面采样返回。

  探月工程是《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》确定的16个国家科技重大专项之一。自立项以来,国家航天局组织全国2000多家单位、数十万名科技工作者,团结协作、集智攻关,高质量高效益完成六次探测任务,实现“六战六捷”。

  揽月而归,踏梦而行。作为我国复杂度最高、技术跨度最大的航天系统工程,嫦娥五号任务实现了我国首次月面采样与封装、月面起飞、月球轨道交会对接、携带样品再入返回等多项重大突破,其成功实施标志着我国探月工程“绕、落、回”三步走规划如期完成。

  这是21世纪人类首次月球采样返回任务,标志着中国航天向前迈出一大步。作为我国复杂度最高、技术跨度最大的航天系统工程,嫦娥五号首次实现了我国地外天体采样返回,将为深化人类对月球成因和太阳系演化历史的科学认知作出贡献。

  嫦娥五号探测器的返回器回到地球,不是走直线,而是在太空中打着“水漂”回来的。采用这种回家方式,因为此次返回器从月球归来的速度是每秒11.2公里。航天器以如此高的速度进入大气层,摩擦产生的剧烈高温将带来极大风险,因此必须解决“减速”问题。中国航天科技集团五院总体设计部的轨道设计师们,巧妙地借助地球大气层这个航天器再入返回的天然屏障,让返回器在太空中打“水漂”减速。

  “太空水漂”的学名叫“半弹道跳跃式返回”,即在返回器首次进入大气层一定“深度”并滑行一定距离后,调整返回器姿态,使其再次升高,随着返回器的升高,其速度会进一步降低,在降到第一宇宙速度以下时返回器便不再满足成为一颗地球卫星的基本条件,再次开始下落,然后以类似神舟飞船的返回过程返回地球,后面的“回家”方式就轻车熟路了。

  值得一提的是,返回器的“太空水漂”全过程是可控的。五院502所为嫦娥五号配备了制导导航与控制(GNC)系统,返回器中的计算机会根据当前的位置和速度信息,结合落点位置进行制导处理,自动规划出一条从返回器当前位置到打开降落伞地点的最佳飞行路径,然后通过向安装在返回器外的发动机发送喷气控制指令,调整返回器姿势,使返回器沿着规划轨迹飞行。

  五院总体设计部的嫦娥五号探测器总体主任设计师孟占峰说:“返回器先是高速进入大气层,再借助大气层提供的升力跃出大气层,然后再以第一宇宙速度扎入大气层,返回地面,整个过程环环相扣,在15分钟内完成。”

  探测器身穿“防热衣”降温

  见过神舟飞船返回舱的人一定对它乌黑的外表印象深刻。这是返回舱从近地轨道返回地球时,与大气层剧烈摩擦产生的高温烧灼而成的。“再入的速度提高一倍,再入热量将提高8倍至9倍。”中国航天科技集团五院总体设计部的嫦娥五号探测器结构分系统主任设计师董彦芝说,如此高的温度一旦进入返回器内部,后果将不堪设想。

  最终,总体设计部防热结构设计团队为探测器设计了一件“贴心防热衣”。首先,针对月球轨道返回热环境、空间环境和重量的要求,提出了不同部位耐烧蚀和隔热的具体需求与指标,从33种新研材料中筛选出了7种防热材料,完成了防热材料的布局和局部防热结构设计,实现了我国由近地轨道再入到深空轨道的防热结构设计跨越;其次,科研人员提出了三维传热烧蚀分析方法,采用整体变厚度、变密度,分区域、偏轴设计方案,突破了轻量化设计关键技术,并利用一维烧蚀分析和三维温度场分析相结合的数值分析方法,实现了用全面的局部烧蚀试验代替整器烧蚀试验,为试验任务的成功奠定了基础。

  嫦娥五号创造 五项中国首次

  2是地外天体上的点火起飞、精准入轨 3月球轨道无人交会对接和样品转移 4携带月球样品以近第二宇宙速度再入返回 5建立我国月球样品的存储、分析和研究系统

  揽月而归  踏梦而行

  ——嫦娥五号返回器着陆目击记

  17日凌晨,嫦娥五号返回器安全着陆在内蒙古自治区四子王旗预定区域。返回器姿态端庄地立在积雪覆盖的草原上,等待科研人员揭示更多奥秘。

  16日深夜,返回器还在“返程”途中,地面搜索回收分队开始向着陆场预定区域行进。

  不久前,四子王旗连降多场大雪,给搜救任务增加了不少难度。数十公里的草原路,有的地方积雪厚达半米。记者在寒风呼号、呵气成冰的草原上看到,跟在搜救队后方的一些车辆不时打滑,有的甚至陷入雪坑,动弹不得。

  为适应严寒积雪条件下夜间搜索,地面搜索回收分队进行多次实战演练,并对相关设备升级。在着陆场核心区外围,四子王旗140多名民兵和160多人组成的预备队为嫦娥五号保驾护航,其中还有马蹄飞驰的骑兵连。

  地面搜索回收分队平稳前行,耳畔隐约传来“隆隆”声。只见空中搜索回收分队的数架直升机在天空盘旋,它们投下一束束光柱,划破漆黑的夜。

  “看见了!就在那里!”车上有人惊喜地喊道。透过车窗,可见多名身穿橘红色制服的工作人员在明亮的探照灯下忙碌着。返回器立在一旁,底大头小,外观类似不倒翁,银白色的身躯在灯光照射下格外耀眼。

  探月工程嫦娥五号任务实现了我国首次月面采样与封装、月面起飞、月球轨道交会对接、携带样品再入返回等多项重大突破。

  虽是凌晨,草原上的牧民们依然从四面八方纷纷赶来,迎接“嫦娥”归来。

  现场处理工作接近尾声,返回器穿上了迷彩服。此时的四子王旗草原,东方渐渐吐白,迎着新一天的曙光。

  第一个发现“嫦五”的 小动物是谁?

  动物学专家判断是鼠类

  17日凌晨,嫦娥五号返回器安全着陆时,一只可爱的小动物成功“抢镜”,第一个抵达现场。就它的“真实身份”,全网展开竞猜。动物学专家判断,它应该是草原上的某种鼠类。

  许多熬夜关注“嫦娥”回家的网友在直播中发现一只小动物从返回器前跑过。“嫦五回家,没想到,第一个找到的竟是它?”17日,这条消息在社交平台“刷屏”了。

  “竞猜”者中,“玉兔派”的拥趸者很多。“这不是玉兔吗?”“嫦娥姐姐把兔子也带下来了”。也有不少网友站队了“肉食派”,认为“绝对不是兔子,像是狐狸”,或“这是一只来自草原的狼”。他们给出的理由也颇为有趣——“也许是闻着玉兔味儿来的,想尝尝”。

  仔细看过视频后,中科院动物所国家动物博物馆副馆长张劲硕表示,直播图像中的小动物肯定是一种啮齿类动物,但由于没有鉴定特征,无法准确地判断具体是哪种鼠类。

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返回器太空“打水漂”减速
衡阳日报版面三A03返回器太空“打水漂”减速 2020-12-18 2 2020年12月18日 星期五