“嫦娥”五号的四个首次突破
2020-11-06
最近,我国计划年底前发射的“嫦娥”五号探测器已经进入发射场准备阶段,正在同执行此次发射任务的长征五号运载火箭一起,进行发射前的总装和测试。
与“嫦娥”三号、“嫦娥”四号不同,“嫦娥”五号将实现4个重大首次突破:首次在月球表面自动采样;首次从月面起飞;首次在38万千米外的月球轨道上进行无人交会对接;首次带着月壤以第二宇宙速度返回地球。
第一:钻取月壤,无污染封装
“嫦娥”五号计划在月面采集2千克样品,并且是通过两种方式获得月壤。一种方式是利用钻取器,在月球上降落之后,由它来负责钻取,获取深度为2米的月球样品。另一种方式是用机械臂的电铲铲取月壤,取得月球表面具有独特信息的月球样品。获取的样品必须尽量保持原样,不能破坏其层次结构。此外还要在月面真空环境下完成样品封装,并带回地球,整个环节必须分毫不差。
第二:从月面起飞
本次任务的核心是返回,月面起飞是最关键的技术突破。
完成月面采样后,“嫦娥”五号的上升器要从月面起飞,摆脱月球引力抵达环月轨道。这个任务将由上升器来完成,上升器将在月球表面进行首次月面起飞,但只能进行短距离的飞行。因为它携带的燃料有限,不可能直接飞回地球,只能到达在月球轨道飞行的轨道器,由轨道器携带返回器完成接下来的行程。这是一项十分复杂的新技术,相當于在月球上发射一个火箭,要实现自动发射,需要许多关键技术的突破。
第三:上升器与轨道器的对接
在月球采集的样品被送入月球轨道后将与轨道器对接,它们的对接将是“针尖”对“针尖”的对接,而这种对接在距离地球38万千米外进行,地球上无法看见,也根本无法提供数据和测控支持,完全由事先植入的人工智能来完成。
第四:接近第二宇宙速度返回地球
与“神舟”飞船回家时一头扎进大气层不同,“嫦娥”五号返回地球的速度非常快,将达到11.2千米每秒的第二宇宙速度,以这样的速度进入大气层,势必会因为高温而被烧毁。要控制它减速至7.9千米每秒的第一宇宙速度进入地球轨道,乃至最终安全返回到指定地点,这些都有很大难度。
(摘自《百科知识》)