去月球“挖土”咯！今天發(fā)射的嫦娥五號實現(xiàn)四個“首次”，下個月將樣品帶回地球

十三 2020-11-24 12:56:02 來源：量子位

蕾師師 發(fā)自 凹非寺
量子位 報道 | 公眾號 QbitAI

“5、4、3、2、1……點火！”

隨著一聲巨響，煙塵四起，一道閃亮的光芒劃破夜空。

嫦娥五號探測器在今日凌晨4時30分成功發(fā)射。

嫦娥五號探測器是中國研制的首個月球無人取樣，并且將樣品帶回地球的航天器。

中國成為繼美國、前蘇聯(lián)之后，第三個完成月球取樣的國家，并且完成了中國航天史上四個“首次”。

這也是人類繼1976年后首次發(fā)射航天器去月球采集回收樣本。

嫦娥五號整個任務(wù)歷時大約23天，最終著陸器12月17日左右將降落在內(nèi)蒙古的四子王旗。

完成了中國航天史上四個“首次”

嫦娥五號月球探測器重達8.2噸，是我國目前發(fā)射的重量最重的探測器。

嫦娥五號探測器需要進入近地點200公里、遠地點41萬公里的地月轉(zhuǎn)移軌道，對運載火箭的能力提出了很高的要求。

而這一重任便落到了有“胖五”之稱的長征五號火箭。

它作為我國新一代大推力運載火箭，起飛重量約870噸，地球同步轉(zhuǎn)移軌道（GTO）運載能力可達14噸。

可以說是名副其實的“大力士”。

而嫦娥五號此次的成功發(fā)射，也標(biāo)志著中國航天史上的四個首次。

1、首次月面采樣返回

從月球表面采樣樣品返回，是這個任務(wù)的核心。

嫦娥五號將在月面選定區(qū)域著陸并采集月壤，實現(xiàn)中國首次月面自動采樣。

本次計劃采集約2千克月壤并進行密封封裝，經(jīng)月面起飛、月球軌道交會對接、月地轉(zhuǎn)移和再入回收等過程將月球樣品安全送回地球。

2、首次月面起飛上升

完成月球表面樣品采集工作后，上升器就要帶樣品起飛上升，與軌返組合體對接。

月球表面環(huán)境復(fù)雜，著陸器不一定是四平八穩(wěn)的狀態(tài)，很有可能落在斜坡上或者凸起、下凹等不同的地形上，給起飛帶來了很大的難度。

克服地月環(huán)境差異、發(fā)動機羽流導(dǎo)流空間受限等是非常棘手的難題，必須依靠航天器“自力更生”，實現(xiàn)起飛時自主定位、定姿。

為了確保上升器能夠順利起飛上升，航天科技集團五院嫦娥研制團隊進行了大量的試驗驗證，并建立了一整套環(huán)環(huán)相扣的系統(tǒng)保證任務(wù)，為嫦娥五號勝利邁出回家一步保駕護航。

3、首次實現(xiàn)月球交會對接

當(dāng)著陸器托舉上升器實現(xiàn)月面起飛上升后，僅僅依靠上升器是不可能實現(xiàn)返回地球的。

它需要飛到月球軌道上，在這里與軌返組合體交會對接，把采集到的月壤轉(zhuǎn)移到返回器。

嫦娥五號采用具有世界先進水平的月球軌道交會對接技術(shù)，實現(xiàn)上升器與返回器等的對接，完成樣品的交接。

從上升器進入環(huán)月飛行軌道開始，一直到軌返組合體與上升器完成對接與樣品轉(zhuǎn)移為止，設(shè)計師們?yōu)殒隙鹞逄栐O(shè)計了交會、對接、組合體運行、軌返組合體與對接艙分離等一系列關(guān)鍵動作，助推嫦娥五號實現(xiàn)完美對接。

4、首次帶月壤高速再入返回地球

月球距離地球有38萬公里遠，返回器還攜帶著2千克的月壤樣品。

返回時，飛行速度是接近每秒11公里的第二宇宙速度，而一般從近地軌道返回的航天器速度大多為每秒8公里的第一宇宙速度。以這樣的速度進入大氣層，很容易因高溫而被燒毀。

要在進入大氣層階段把速度降下來，所以飛行試驗器返回艙選擇了半彈道“跳躍式”再入返回技術(shù)。

這就像在太空打水漂一樣，整個再入返回過程就是讓返回器先是高速進入大氣層，再借助大氣層提供的升力躍出大氣層，然后以第一宇宙速度扎入大氣層，返回地面。

中國探月工程第三階段正式拉開序幕

中國的探月工程計劃，經(jīng)過10年的醞釀，最終確定分為“繞”、“落”、“回”3個階段。

而此次嫦娥五號探測器的成功發(fā)射，即是第三階段”回“。

這段工程的結(jié)束，將使我國航天技術(shù)邁上一個新的臺階。

• 第一階段“繞”：發(fā)射探月衛(wèi)星“嫦娥一號”、后來又發(fā)射了”嫦娥二號“，對月球表面環(huán)境、地貌、地形、地質(zhì)構(gòu)造與物理場進行探測。
• 第二階段”落”：發(fā)射了”嫦娥三號“、”嫦娥四號“，以軟著陸的方式降落在月球上進行探測。
• 第三階段”回“：發(fā)射“嫦娥五號”，目標(biāo)是月面巡視勘察與采樣返回。

事后，美國宇航局（NASA）在官方社交平臺也發(fā)布消息，表達了對中國這次發(fā)射成功的祝賀。

中國網(wǎng)友也紛紛表達了對祖國航天事業(yè)的祝福和希冀：

參考鏈接：

https://weibo.com/2803301701/JvkzpxaFq?type=comment&ssl_rnd=1606181291.0379

https://baike.baidu.com/item/%E5%AB%A6%E5%A8%A5%E4%BA%94%E5%8F%B7

https://finance.sina.com.cn/tech/2020-11-24/doc-iiznezxs3363099.shtml