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嫦娥近月点15公里处动力下降软着陆不用降

2018-11-01 10:11:03

嫦娥近月点15公里处动力下降 软着陆不用降落伞

嫦娥奔月,玉兔相随。科技,再次让古老神话照进现实。随着“嫦娥三号”带着“玉兔号”月球车踏上奔月旅程,我们的视线将聚焦在这次嫦娥玉兔的旅程上来。本次嫦娥玉兔的奔月之旅,降落将不依靠降落伞,而是在近月点15公里处进行动力下降,在反推火箭的作用下慢慢软着陆。继美苏之后,中国将成为第三个实施月球软着陆的国家。国防科工局发言人吴志坚表示,嫦娥三号是中国航天领域迄今复杂、难度的任务,需要攻克的关键技术多、技术跨度大、实施风险高,其中着陆和巡视是两个的难点,也是的看点。具体到嫦娥三号来说,面临着7大难点,需要迈过7道“坎”,包括多窗口窄宽度准时发射、月面软着陆、两器分离、月地间遥操作、月面生存、测控通信、地面试验验证等。对于为关键的“落月”这一环节来说,就面临三大难点:首先是平稳着陆,其次是月球车适应月球表面地形,第三是月球车必须能够抵御温差高达300多摄氏度的严寒酷暑。那么,嫦娥三号承担什么样的新使命?有那些值得关注的新看点?

新使命

探月4大任务实现月球软着陆

具体来说,嫦娥三号的任务包括以下四个方面:

●发射嫦娥三号探测器,实现月球软着陆,验证月球软着陆自动控制技术。

●实现巡视器释放分离与转移,进行月面行走,验证月面巡视和遥操作技术。

●着陆器与巡视器进行月夜休眠和月昼唤醒,验证航天器月夜生存技术。

●考核嫦娥三号探测器、长征三号运载火箭的功能与性能,以及发射场、测控、地面应用系统执行任务的能力。中国探月工程领导小组高级顾问欧阳自远表示,嫦娥三号携带的科学载荷,还将开展一系列科学探测任务,包括月表形貌与地质构造调查、月表物质成分和可利用资源调查、地球等离子体层探测和月基光学天文观测等。

新看点

6项“首次”实现历史性突破

中国探月工程发言人、工程二期任务副总设计师裴照宇说,嫦娥三号任务将在六个方面实现历史性的突破。首次实现我国航天器在地外天体软着陆。嫦娥三号探测器经过主减速段、快速调整段、接近段、悬停段、避障段、缓速下降段等6个阶段的减速,实现从月距面15公里高度安全下降至月球表面。中国将成为继美苏之后第3个实施月球软着陆的国家。首次实现我国航天器在地外天体巡视探测。全世界只有美国实现了载人登月,苏联开展了2次月面无人巡视探测任务,中国是第2个实施无人月球巡视探测的国家。首次实现对月面探测器的遥操作。嫦娥三号巡视器遥操作,采用自主加地面控制相结合的方式,根据获取到的环境参数,在地面完成任务规划,而巡视器自主具备完成局部规划、避障和安全监测、应急保护的能力。首次研制我国大型深空站,初步建成覆盖行星际的深空测控通信。通过探月工程的实施,我国完全掌握了大口径高效率天线的设计、制造、安装技术,远距离、弱信号条件下发射、接收技术,实现了高精度、快速测定轨和月面定位目标。首次在月面开展多种形式的科学探测。嫦娥三号搭载8台科学载荷,用以完成3项科学探测任务。首次研制建设一系列高水平特种试验设施,创新形成了一系列先进试验方法。“这6个首次,彰显了中国探月工程走的是一条自主创新之路,是一条跨越发展之路。”裴照宇说。

如何实现探月软着陆?

不能飞太快否则被砸碎

当“嫦娥三号”完成发射、飞行到达月球时,着陆探测器采取不同制导方式,经过主动减速、调整接近、悬停避障等飞行阶段,实现路径优、燃料省、误差小的安全着陆。落月的技巧是不能飞太快,不然将被砸成碎片。

落月关键1

近月点15公里处进行动力下降

此前,嫦娥一号和二号对到达月球的路径已经做了先期的成功探索。由于任务需要,嫦娥三号的路径设计还要在此前基础上更进一层,且难度和风险大大增强。它要在近月点15公里处进行动力下降,接着实现月面软着陆,然后再进行月面巡视勘察。这15公里的动力下降,是以抛物线下降。探测器的相对速度要从1.7公里/秒逐渐减为0,过程主要靠探测器自主来完成,人工干预的可能性几乎为零。距月面100米处时,探测器还要悬停,对月面进行拍照,避开障碍物,寻找着陆点。对于地面工程人员来说,这一过程尚属首次,存在两大风险。一是关键设备都是新研制的,包括GNC系统(制导、导航与控制系统)和我国首台全新的7500牛变推力空间发动机。二是软着陆区域的地形地貌存在一定程度的不确定性。等到探测器在月面实现软着陆后,着陆器和巡视器还要进行分离,实现互相拍摄。着陆器基本固定在一个位置,巡视器则需要从着陆器上“走”下来,进行月面巡视勘察。在月面路径中,还涉及到“地面遥操作”和“巡视器自主控制”相结合的技术手段。除了地面遥操作外,巡视器也可以利用计算机,对图像进行处理、识别障碍,规划出相对较近的局部路径,控制自身的移动。这时候,巡视器就是一个自主移动的机器人了。

落月关键2

在反推火箭作用下慢慢下降

中国绕月探测工程首任首席科学家、中国科学院院士欧阳自远介绍,嫦娥三号任务将是次软着陆在另外一个天体上,从技术上说还有很多困难,过程很艰难。在月球上着陆分离前,“玉兔号”月球车一直藏身在着陆器里面,两个一块儿降落月球。这是中国航天器首次在地外天体软着陆,首先要能被月亮“抓住”。“从地球上飞过去要被月球抓住,跑得太快飞跑了,跑得太慢撞上去了,所以一定要恰到好处,速度、距离要刚好飞到月球边,被月亮抓住,变成月球的卫星”,欧阳自远说,要安全着陆,就不能像嫦娥一号那样硬着陆,而要软着陆。欧阳自远提到,月球的真空环境是嫦娥三号软着陆遇到的困难,让降落伞无用武之地,只能调整到很低的位置,朝着目标降落。“下降速度越来越快的话,到了月球表面就会被砸碎”,欧阳自远介绍,只能有一个办法,就是在着陆器下方安装几台发动机,把整个着陆器往上推,慢慢降落。为降落在合适的位置,嫦娥三号还将像直升机一样悬停。欧阳自远介绍,着陆器是智能的,飞到离月球表面约100米高处时,底下的相机就会通过拍照赶快反馈信息,如果下面有个大坑,需要挪个地方,它就会自己平移,等照相机告诉它地面平了,才会降落。欧阳自远介绍,嫦娥三号在反推火箭的作用下慢慢下降,直到离月面4米高时再度悬停,把底下的发动机关掉,这样才能安全着陆。

原标题:嫦娥近月点15公里处动力下降软着陆不用降落伞

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稿源:人民

作者:

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