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120秒回顧嫦娥四号登月之旅

圖文 更新时间:2024-07-29 12:26:13

120秒回顧嫦娥四号登月之旅?11月24日4時30分,海南文昌發射場,長征五号遙五火箭托舉“嫦娥五号”月球探測器呼嘯升空随後,“嫦娥五号”成功入軌,發射取得圓滿成功,我來為大家科普一下關于120秒回顧嫦娥四号登月之旅?以下内容希望對你有幫助!

120秒回顧嫦娥四号登月之旅(大火箭成功送嫦娥五号)1

120秒回顧嫦娥四号登月之旅

11月24日4時30分,海南文昌發射場,長征五号遙五火箭托舉“嫦娥五号”月球探測器呼嘯升空。随後,“嫦娥五号”成功入軌,發射取得圓滿成功!

探月三期工程收官之戰

我國探月工程分為“繞、落、回”三步走,“嫦娥五号”将執行月球采樣返回任務,完成最後一步——回。因此,此次任務意義重大,是我國探月三期工程的收官之作,發射的成功為探月三期工程的圓滿完成奠定了重要基礎。

這是火箭院第6次執行探月工程任務,此前均由長征三号甲系列火箭完成,先後将“嫦娥一号”“嫦娥二号”“嫦娥三号”“嫦娥五号T1再入返回飛行器”和“嫦娥四号”送入預定軌道,發射成功率100%。

2007年10月24日

長征三号甲火箭成功發射“嫦娥一号”,我國成為世界上第5個自主發射月球探測器的國家。

2010年10月1日

長征三号丙火箭成功發射“嫦娥二号”,我國成功突破直接地月轉移軌道發射技術。

2013年12月2日

長征三号乙火箭成功發射“嫦娥三号”。此次任務的圓滿成功,使我國成為世界上第3個實現月面軟着陸和月面巡視探測的國家。

2014年10月24日

長征三号丙火箭成功發射“嫦娥五号T1再入返回飛行器”,為“嫦娥五号”探路。

2018年12月8日

長征三号乙火箭成功發射“嫦娥四号”,執行月球背面軟着陸和巡視探測任務。

2020年11月24日

長征五号火箭成功發射“嫦娥五号”,執行月面采樣返回任務。

此次發射的“嫦娥五号”重量更重,約8.2噸,是此前發射的“嫦娥四号”月球探測器重量的2倍還多,因此要由我國運載能力最大的長征五号火箭來發射,将其送到近地點約200公裡、遠地點約40萬公裡的地月轉移軌道。

“嫦娥五号”發射任務是長征五号火箭立項研制後較早明确的國家重大工程任務。曆經十年,“大火箭”終于與“嫦娥”攜手奔月,舉國關注、舉世矚目,發射凸顯三大看點。

看點一:15選1,最優軌道奔月

“嫦娥五号”與“大火箭”分離後,還要飛行數天才能夠到達月球。奔月之旅,路途遙遠,“大火箭”為了讓“嫦娥”姑娘省點兒力氣,可以說貼心至極。

常規任務,一枚火箭有一條軌道就行了。探月三期工程對火箭發射概率和發射窗口提出了更高的要求,為克服台風過境影響、提升故障适應性,設計團隊精心優化設計了連續3天、每天連續50分鐘的主份和備份多軌道奔月發射方案。

長征五号火箭總體副主任計師劉秉介紹,與近地軌道任務相比,探月任務的軌道設計更加複雜。由于地月距離較遠,探測器用于中途修正所需的推進劑有限,而地球和月球的相對位置在不斷發生變化,還要考慮火箭與探測器分離後的光照因素,這對軌道設計提出了非常高的要求。

為了讓“嫦娥五号”更節省推進劑,在研制階段,火箭開展了精細化的“窄窗口多軌道”關鍵技術驗證攻關,可以在連續3天内,每天有50分鐘的窗口,每10分鐘一條軌道,共規劃15條軌道,每條都可以将探測器準确送入預定軌道。這樣的話,“嫦娥五号”踏上奔月旅程後,可以減少軌道偏差的修正次數,既能節省燃料,也能更快地到達月球。

這項技術,在我國首次火星探測任務,也就是幾個月前,長征五号火箭發射“天問一号”時,已經得到成功驗證。因此,長征五号火箭托舉“嫦娥五号”奔月,雖然要求比較高,但“大火箭”卻照樣應對自如。

看點二:為了奔月,“大火箭”挑戰 高難度動作

長征五号火箭點火升空後,要飛行2000多秒才能夠到達地月轉移軌道。為了把“嫦娥五号”精準送達目的地,它要在太空完成一個高難度動作——長時間滑行。

滑行,是指火箭主發動機關機後,火箭靠慣性向前飛行。聽上去絲毫不費力氣,但實際上,長時間滑行對一枚火箭特别是一枚零下200多度的“冰箭”來說,可是個不小的考驗。

劉秉說:“從長征五号火箭二級發動機一次關機到再次點火,中間要間隔最長約900餘秒。在這一開一關之間,‘大火箭’需要完成箭體姿态調整、低溫發動機二次啟動前預冷等工作,動作非常多。另外,滑行時間越長,火箭在空間輻射影響下的環境變化更加複雜,低溫推進劑溫度和貯箱承受的壓力也在不斷的變化。”

為了确保“嫦娥五号”發射萬無一失,研制人員将長時間滑行作為一大關鍵技術加以攻克,對“大火箭”長時間滑行适應性開展了深入細緻的研究工作,并在長征五号火箭首飛以及後來的多次飛行中得到了成功驗證。

看點三:“座椅”更舒适、更安全

到達月球後,“嫦娥五号”要降落到月球,在月面采樣後返回地球,因此“嫦娥五号”既包含軌道器、着陸器,也包含上升器、返回器,結構更複雜、塊頭更大、重量更重。

為了讓“嫦娥五号”坐得更安全、更舒适,研制人員開展了大量的器箭聯合試驗和分析,對它們所處的電磁環境、力學環境、機械接口進行了多輪綜合優化。

劉秉介紹:“既要讓火箭與探測器的固有頻率錯開,彼此之間更‘默契’,不産生共振,同時還要讓‘嫦娥五号’坐得舒舒服服、穩穩當當。”

在長征五号火箭上,“嫦娥五号”的“座椅”是定制的。原來,衛星與火箭之間通常用包帶相連,就像一個腰帶一樣。但“嫦娥五号”塊頭太大,以往的包帶連接方式最大隻能滿足2.8米直徑的連接要求,而“嫦娥五号”與火箭的接口直徑達到了3.1米,傳統的包帶連接已無法滿足“嫦娥五号”任務的需求。

“所以,長征五号火箭采用了一種低沖擊分離裝置。它既要在飛行過程中連接可靠、安全,讓‘嫦娥五号’坐得穩當,又能在器箭分離時降低沖擊,讓器箭安全舒适地分離。”劉秉說,此外,長征五号火箭整流罩上還專門設置了15個操作口和透波口,以便于“嫦娥五号”進行操作和傳輸數據。此次任務火箭整流罩的開口數量和總面積超過了以往發射任務,對整流罩的設計及發射場聯合操作提出了更高的要求。

對于我國探月工程來說,這次任務是探月三期工程的收官之戰。對于長征五号系列火箭來說,這也是今年的收官之戰。

從去年年底開始,長征五号系列火箭進入了高密度發射階段:2019年12月27日,長征五号遙三火箭發射成功;2020年5月5日,長征五号B火箭首飛成功;2020年7月23日,長征五号火箭成功發射“天問一号”火星探測器;2020年11月24日,長征五号火箭成功發射“嫦娥五号”月球探測器。

預計到明年初,長征五号B火箭還将發射空間站核心艙。一年内4次成功,15個月間5發任務,“大火箭”迎來了新跨越!

作者:航天科技一院

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來源: 中國運載火箭技術研究院微信公衆号

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