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嫦娥5号是载人飞船嘛 它的难度比载人航天还难吗?

2021-01-05 14:44:31  来源:失落代号

“嫦娥五号”不仅是我国航天关注点最高的航天项目,而且也是我国迄今为止实施技术难度最高的航天项目!说到这里,可能有人不信,月球采样返回比载人航天、建造空间站还难?

您别不信,待我跟你一一道来。首先咱们比的是技术难度,不是工程规模,也不是费用大小。如果以费用大小或者工程规模来衡量的话,那肯定是建造空间站排第一是不是?毕竟少则几十吨,多则几百的发射载荷,还要配上各种载人飞船、货运飞船,相比起来去月球上“挖点土壤”的费用要小得多了。而载人航天,其实更偏向的是生命支持系统和安全性,对可靠性要求更高!下面咱们一起看看月球采样返回难度在哪里?

载荷发射

“嫦娥五号”包括轨道器、返回器、着陆器、上升器四大部分组成,重量达到8.2吨。要将这么重的探测器发射到地月转移轨道(LTO),我们就只有一款火箭可以做到,那就是我国的重型火箭长征五号,其他火箭都做不到。

进入月球轨道

进入月球轨道,重点就是在飞行过程中的轨道修正,不断减速降低到月球逃逸速度之下,以便探测器被月球引力捕获。这点对于我国来说其实不算太难,毕竟前面已经发射了嫦娥一号到嫦娥四号,均取得了成功。

降落月球

在月球上软着陆可不是一件容易的事情,前不久印度的“月船2号”就失败了,目前为止也只有美国、俄罗斯(前苏联)和我国成功实施了月球软着陆。

降落器不但要选择合适的地点,而且在下降过程还需要探测器本身不断修正自身的状态,使得探测器安全着陆。由于月球没有大气,所以在月球软着陆一般都是靠反推发动机进行减速,这就要求非常可靠的发动机技术、测控技术和智能算法。

月球采样

在月球上挖土壤,可不像在地球上那么简单,抡起锄头两下搞定。据专家介绍,在月球上采样需要考虑飞行任务以及探测器的测控、电源、热控、光照等条件约束,“嫦娥五号”的采样装置为全新研制,技术新、难度大。为了从月球上采集2kg土壤,科学家们设置了复杂的采样方式,包括深钻、浅钻、“铲土”、“挖土”、“夹土”等动作,计划从表面取1.5kg,钻取0.5kg标本。

“嫦娥五号”探测器在月球表面工作两天,不但面临月球高温环境,而且采样工作及起飞准备均要在24小时内完成。时间紧张、机构动作多、不确定因素多,采样封装不但是本次任务核心之一,也将是面临的一个重要挑战。这些技术虽然我们在地球上进行了多次模拟,但是在月球真实环境中还从没试过。

离开月球

取样后离开月球是整个取样任务的另一个重大挑战!虽然在地球上发射火箭我们已经做了无数次,轻车熟路,但是在月球上发射却是另一回事。月球上没有完备的发射架,没有精确计算的起飞位置,没有平整的发射场,上升级只能在着陆器上起飞,甚至发射方向都不一定是垂直的,可能面临 斜坡发射状况!而这些都只能靠航天器本身自行调整、自力更生!

交会对接、转移样品

我国在实施空间实验室项目的时候,就已经掌握近地轨道的交会对接。但是在38万公里的月球轨道上实施无人交会对接确属首次,不但我国就是在全世界范围也是第一次(阿波罗计划是有人交会对接,前苏联月球号探测器是从月球起飞后直接飞回地球),这也是一个重大挑战。

“嫦娥五号”在月球轨道的交会对接地面测控支持能力有限,且没有导航卫星提供信号,对接及样品转移要求系统的自主性非常高,并且需要具有很高的精度。据了解,“嫦娥五号”将采用停靠抓捕式的对接方式。

返回地球

我们以前的载人飞船都是在近地轨道飞行,返回地球时速度都是第一宇宙速度即7.9公里/秒。而从月球返回的飞行器速度则是第二宇宙速度,接近11.2公里/秒,冲击力将更大,如果控制不好,直接冲向地球,那么一切将白费。

为此,科学家们设置了半弹道跳跃式再入返回技术方案,也就是飞行器再入大气后,将借助大气的升力一会“跳”起来,一会由于重力又沉下一些,就像在大气层表面打水漂一样。对于这种“打水漂”的跳跃式返回技术,我国在2014年就已经完成了技术验证,使得我国继美、苏之后世界上第三个掌握这个技术的国家!

由此可见,“嫦娥五号”包含了诸多的高科技技术和面临非常复杂的问题,在技术难度上是高于载人航天的。虽然面临这么多挑战,但是相信我们的科研人员一定能排除万难,让嫦娥顺利从月球带着“胜利品”凯旋。最后,告诉大家一个好消息,“嫦娥五号”组合体已经顺利分离,着陆器或将明晚在着陆月球,开始采样!

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