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那些久居“深宫”的“ 太空探险家”

2016-12-29尹怀勤

科学大众(中学) 2016年11期
关键词:月球车嫦娥轨道

尹怀勤

随着“天宫二号”于酒泉卫星发射中心成功起飞,中国首个真正意义上的空间实验室正式入驻太空。这一重要讯息自然让全国人民高兴。与此同时,人们不禁要问:我国还有无其他探测器在深空中存活?答案是,有。下面就让我们来认识一下那些久居“深宫”的“太空探险家”。

“嫦娥二号”——刷新了中国新高度

早于“嫦娥三号”升空的,是“嫦娥二号”卫星。“嫦娥二号”被赋予的任务是进一步完成“嫦娥一号”月球科学探测使命,同时肩负着为“嫦娥三号”探路的“担子”。2010年10月1日,“长征三号”丙运载火箭从西昌发射中心拔地而起,一举把“嫦娥二号”直接送入奔月轨道。

“嫦娥二号”于2010年10月9日进入飞经月球南北极、距月面100千米高的圆形工作轨道运行,周期为118分钟。“嫦娥二号”原来设计工作寿命为半年,到2011年4月1日,已经完全实现了预定目标。鉴于它仍然有不少燃料,航天专家们决定让它开展三项拓展性试验任务。第一项是补全月球南北两极的图像,第二项是再次降至近月点15千米轨道高度,对月球虹湾地区进行高分辨率的成像;这两项试验己经在2011年5月23日全部完成。剩下的第三项,也就是择机从月球“逃逸”,飞往更远的深空。

2011年6月9日,“嫦娥二号”成功飞离月球,奔向距离地球150万千米的太空更远地带,开始了它的新任务,这一飞驰,对中国航天而言,是航天器第一次飞向如此遥远的深空。随后,“嫦娥二号”卫星继续向更远的深空飞行,已于2013年1月5日成功突破与地球1 000万千米的距离,5月24日突破4 000万千米,11月26日突破6 000万千米,2014年2月14日突破7 000万千米,不断刷新着中国高度,到2014年7月已经突破1亿千米!

“嫦娥二号”计划于2029年前后回归至距离地球700多万千米的近地点。“嫦娥二号”已成为我国首个人造太阳系小行星,它最后不会回到地球,将在太空自由飞行,直到能源耗尽。

“嫦娥三号”——月球上玩“互拍”

早在2013年的12月2日,西昌卫星发射场上空繁星满天,“长征三号”乙运载火箭托举着“嫦娥三号”直冲云霄,火红烈焰划破夜空,在天幕上形成一道明亮光带。这是人类第130次探月之旅。“嫦娥三号”由着陆器和被称为“玉兔”的月球车组成,总重约3.8吨。在夜幕中飞行19分钟后,火箭把“嫦娥三号”送入近地点高度210千米、远地点高度约36.8万千米的地月转移轨道。12月14日,“嫦娥三号”平稳落月于虹湾着陆区。

值得一提的是“嫦娥三号”的登月是中国航天领域中较为复杂、难度较大的一次任务,需要突破月面软着陆、两器分离、月地间遥操作、月面生存、测控通信和地面试验验证等多重难关。在实现软着陆之后,月球车成功分离是开展后续工作的第一步。

自2013年12月14日“嫦娥三号”成功软着陆于月球虹湾地区,并于15日释放了“玉兔号”月球车,随即开展“测月、巡天、观地”科学探测以来,所搭载的8台科学仪器就获得了大量数据资料。同时,研究人员在月球浅表层地质结构、月基天文观测以及地球等离子体观测等方面取得了一系列创新性科学研究成果。到2016年的11月末,“嫦娥三号”探测器已经在“月宫”待了37个月夜,这一时间刷新国际上探测器月面工作时间的最长纪录。

“舞娣”——“嫦娥五号”的“探路者”

“嫦娥五号”再入返回飞行试验器,绰号“舞娣”,是“嫦娥五号”月球探测器发射前的一颗探路星。

“舞娣”试验器由服务舱和返回器两部分组成。它于2014年10月24日从西昌卫星发射中心升空,到11月1日,服务舱与返回器分离。最终返回器在完成了备受关注的最后阶段的旅程后,于内蒙古四子王旗回收场境内着陆。

与返回器分离后,服务舱经过两次变轨,返回到远地点54万千米、近地点600千米的大椭圆轨道上,开展拓展试验任务。舱器分离10个小时后,运行在绕地大椭圆轨道上的服务舱转入了长期管理阶段,计划实施长达半年的拓展试验管理任务,以验证未来“嫦娥五号”任务相关飞行控制技术。

2015年8月30日至9月2日,服务舱同时采用双分辨率相机的宽视场相机与窄视场相机,对“嫦娥五号”预定采样区进行了遥感成像,图像效果良好,为“嫦娥五号”任务月面软着陆和采样区域的选择提供了依据。至此,服务舱完成了三个阶段的拓展试验。截至目前,服务舱状态良好,这又是我国探月工程的一大亮点。

中国的探月计划——“嫦娥计划”自2004年公布以来,算到今天,已过去12年的时间,这期间,在科学家们不断努力下,中国在实现探月终极目标的道路上不断前行,使得中国的航天事业不断取得新的突破。所有人都知道这条路的艰辛,但没有人放弃,这大概就是中国航天精神。

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