嫦娥五号
2021-02-22
作文君:北京时间2020年11月24日凌晨4:30,嫦娥五号月球探测器在海南文昌航天发射场,由长征五号遥五运载火箭发射升空,这是我国无人探月工程“三步走”战略规划的收官之作。在这次任务中,嫦娥五号着陆器携带的一面五星红旗在月面成功展开,实现了我国首次在月球表面国旗的“独立展示”。不仅如此,嫦娥五号还实现了我国四项“首次”:首次实现在月球表面完成月壤的采样与封装;首次实现月面的起飞;首次在 38 万公里以外的月球轨道上进行无人交会对接;首次携带样品以接近第二宇宙速度返回地球。我们国家也成为继美国和苏联之后,第三个能够执行月球采样返回任务的国家。正如网友所言,嫦五要做的,是超越神话。她不仅要奔月,还要回归!
在宣布发射成功之后,多个国家和地区发声祝贺,美国NASA还在贺词中直言希望我们能够向全世界分享这些数据,俄罗斯月球和行星地球化学实验室主任斯柳塔直接羡慕地表示,希望能从中国同行那里获得月壤样本,他同时说道,你去问问世界上任何一位科学家,欧洲人或者美国人,他们同样想得到月壤。那么,为什么世界各国科学家都迫切地希望得到月壤呢?这小小的一捧“土”能干什么呢?挖“土”工程到底有多难?带着这些疑问,快来看看作文君为大家准备的素材吧!
中国的探月笔记
“绕落回”三步走
随着嫦娥五号的发射成功,中国的探月工程第一阶段的任务也进入尾声。按照在2004年立项的中国探月工程规划,嫦娥工程分为“无人月球探测”“载人登月”和“建立月球基地”三个阶段。
而无人月球探测又分为“绕、落、回”三步完成,即绕月飞行,着陆勘探,采样返回,其中嫦娥一号到嫦娥四号已经完成了前两步,而嫦娥五号将完成最后的“回”,这也是嫦娥系列迄今为止最复杂、技术难度最高的一次任务。
后续,嫦娥六号计划在月球南极进行采样返回;嫦娥七号计划开展月球南极资源详查,对月球的地形地貌、物质成分、空间环境进行一次综合探测任务;嫦娥八号除继续进行科学探测实验以外,还要进行一些关键技术的月面实验。
探月大事记
2009年3月1日 中国第一颗月球探测卫星嫦娥一号成功撞击月球,为我国空间探测器软着陆打下了基础。这是中国人首次在月球表面留下痕迹。
2013年12月14日 嫦娥三号探测器携“玉兔号”月球车成功实现中国首次月球软着陆。综合考量多种因素后,着陆地选择在月球雨海西北部的虹湾地区。嫦娥三号成为虹湾地区的首位“访客”。
2019年1月3日 嫦娥四号成功在月球背面的南极—艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内着陆。这是人类探测器首次在月球背面软着陆。
2020年12月1日 嫦娥五号探测器成功着陆在月球正面预选着陆区,在48小时内开展月面钻探取样、月面抓取取样、样品打包以及准备月面起飞等工作。
15年前的小目标
从2004年月球探测工程启动以来,嫦娥家族在长征系列火箭的托举下,让奔月神话一步步成为现实。在当年的报纸上,还刊登了中国的这个登月计划,如今时隔多年,有网友拿出15年前的旧报纸,上面的内容也引发热议:中国崛起是有原因的。
在当年的这份报纸中,很多国家都立下了非常远大的目标,只有中国是3年一个小目标,6年一个大目标,一步一个脚印,也只有中国按照完整步骤完成了目标,并且在2020年结束之前,成功将“嫦娥五号”送上了月球,严格按照当年的计划来执行。
PS:想要了解更多有关中国探月工程的素材,可以翻阅本刊2014年第1期“热词时文”《“嫦娥三号”携“玉兔”奔月》和2019年第5期“文化科教”《“嫦娥四号”成功着陆,人类探测器首访月之暗面》。
嫦娥五号探月任务大揭秘
嫦娥五号还有别的身份?“月球挖土人”
月球表面自动采样封装,是嫦娥五号任务中最引人注目的一个环节,着陆月球后,嫦娥五号就要承担起“月球挖土人”的工作,在月面开始采集月壤,“钻”“铲”“挖”“夹”十八般武艺齐上阵,实现了我国首次月面自动采样,采集了约2公斤月壤并进行密封封裝。
其实,人类上一次从月球带回月壤还是在1976年,苏联发射的月球24号探测器,从月球带回170.1克月壤,自此之后,人类再没有从月球带回过土壤。此次嫦娥五号着陆器采集的月球土壤约2000克,是苏联月球24号探测器带回月球土壤的重量的11倍多,这批月球土壤将被用来研究月球的演化历史。
挖回来的月壤究竟能干什么用
通过对月壤的研究,可了解月球本身,还能了解太阳系的空间物质和能量的重要信息。据月球科学家介绍,此前对美、苏获取月壤样品的研究表明,月球上的火山活动在35亿年前达到顶峰,然后减弱并停止。但对月球表面的观测发现,某些区域可能含有最近10亿至20亿年前才形成的火山熔岩,这与嫦娥五号着陆地区的年龄相仿。如果嫦娥五号采回的样本能够证实这段时间月球仍在活动,将改写月球的历史。
在月球上“挖土”,再送回地球有多难
难关一:从月面起飞。12月5日,在顺利完成月球采样后,嫦娥五号上升器月面点火,轻盈地奔向等待它的太空“母港”——嫦娥五号轨道器和返回器组合体。而完成这一过程并不容易:在地球上的发射任务需要发射场提供完备的保障体系,除了发射塔架的固定,还有大量工程师实时地维护和调整,而在月球上,这一切都需要嫦娥五号自己来完成。从着陆点的选取,到对发射地点的经纬度、坡度、高程的调整,都将由嫦娥五号的AI大脑自主完成。经过一系列技术攻关,嫦娥五号科研团队建立了一整套环环相扣的系统,实现了嫦娥五号上升器起飞时自主定位、定姿,护送上升器离开月球。
难关二:在38万公里以外的月球轨道上进行无人交会对接。四十多年前,苏联的月球探测器在采样后都是从月球表面直接起飞返回地球,因此必须装载更多的燃料,留给月球土壤样本的空间就会大大压缩。而月球轨道无人交会对接技术则解决了这个问题,探测器采样后不直接飞回地球,而是由上升器将土壤样本转移到月球轨道上飞行的返回器中,再由返回器带回地球。但是,这要求两个航天器交会对接的时候,相对位置要控制在误差不能超过5厘米。因此,研制人员量身打造了一个全新的对接机构,共有三套。每一套机构都要首先张开像人的双臂,张开以后抱住对面的单杠,然后拉紧,再收拢把它抱紧,最终实现了我国首次月球轨道自动无人交会对接与样品转移。于是,就有了这太空“深情拥抱”的画面。
难关三:返回地球。此次任务返回器从38万公里远的月球返回地球时,飞行速度是接近每秒11公里的第二宇宙速度。如果以这样的速度着落地球,返回器和样品要承受高温和过载等多重挑战。为了保证它们的安全,嫦娥五号将采用一种类似“打水漂”的方式进入大气层,先利用大气层的升力弹射出去,减速后再度进入大气层。即使采用半弹道跳跃方式返回,返回器再入大气层仍然会面临热控方面的挑战。为此,中国航天人巧妙地设计了返回器外形。返回器就像一个窝头,侧面挖一个洞,洞里面就是推力器。在大气层飞行时,返回器不仅会受到阻力,也会产生一定升力。靠着这一点点升力,返回器就能成功实现半弹道跳跃方式返回。
嫦娥小姐姐和小哥哥们
青年一代的航天人
“第一个飞向月球的,是中国传说中的美女嫦娥。第一个踏上月球的,却是一个美国男人,那就是我。”32年前,美国宇航员阿姆斯特朗应邀访问中国,在欢迎仪式上,“登月第一人”用美式幽默谈笑风生。阿姆斯特朗的自信,来自他身后强大的航天科技力量,而航天技术则是衡量一个国家综合实力的标志。还有这样一个数据:美国参与“阿波罗计划”的科研人员,当时的平均年龄不到30岁。
人才,是航天的发动机;航天,是人才的推进器。从上世纪一路走来,一代代中国航天人奋起直追,接力前行,组成了一条生气勃勃的“人梯”,也架起了一条不断向上攀登的“天梯”。
时光倒回到13年前,如果打开嫦娥一号五大系统领军人物的花名册,你会发现:总指挥、总设计师均是60岁以上的老一辈科学家,有的甚至年近八旬,那些分系统副总指挥、副总设计师则是清一色的年轻人,有的还不到40岁。在叶培建院士的带领下,研制团队短短3年攻克嫦娥一号卫星轨道设计等一系列技术难题,突破并掌握一大批具有自主知识产权的核心技术,把进军深空探测的主动权牢牢掌握在中国人手里。
如今,这种被中国航天人戏称为“父子配、祖孙配”的人才梯次配置结构已经重组——
中国航天领军人物阵容焕然一新,他们中有德高望重的科技大家,技艺精湛的技能大师,还有一大批朝气蓬勃的青年骨干。
(摘自微信公众号“34号军事室”,原标题《中国探月故事》作者:王通化 高立英 贺逸舒 )
长征五号火箭发射支持系统主管孙振莲自述:争分夺秒,为梦想负重前行
看到探月工程标志上的那双脚印,我感慨万千。长征五号于2006年立项,历经14年长途跋涉,中国航天走出的道路,正是中华民族一直在走的路——一条自力更生、艰苦奋斗、大力协同、勇攀高峰的路。
长征五号地面设备一次配套、多次使用,发射后需要进行检修和更新工作。遥一火箭、遥二火箭的恢复周期都是90多天。2020年要执行3次发射任务,任務流程2个月,留给地面恢复的周期只有1个多月,按照之前的经验,这几乎是不可能完成的任务,必须提升地面发射支持系统短期快速恢复能力。我们型号队伍按照发射场技术流程,结合地面发射支持系统产品及海南极端天气特点,把工作项目、资源、人员细化到小时,最终将恢复周期压缩为35天,探索出了一套适用于发射支持系统短期快速恢复的流程优化模式。
受疫情影响,今年工程推进期间资源、人员协调难度加大,火箭地面恢复团队经过千方百计努力,终于在发射前把全部资源协调到现场。成功发射的第二天,副总师贺建华就组织团队开始进行设备恢复工作,大家迎难而上、全力以赴,克服了各种困难。
很多工作只能在室外进行,而海南的烈日、台风和暴雨常不请自来。为拼进度,防热涂层修复人员提出在不影响其他系统工作的前提下,白天插空干,晚上连续加班干。
在室内进行恢复工作更是给大家带来了极大挑战:501厂房停电检修,没空调的厂房里温度近40℃,湿度超过90%,工作服湿透了,被盐渍得白花花一片。
支承臂主管设计人员徐铮患有肾结石,受疫情影响,没人能及时替换,他靠着吃止痛片扛过了一次次病情发作,直到完成工作才去医院就诊。
在极短时间内队员们完成了规定项目的恢复更换工作。到现在为止,很多队员已在靶场待了10个多月。在这个和平年代,爱岗敬业就是航天人家国情怀的最好体现。点滴之水能汇聚成江河,每个平凡人的努力也能变成推动国家进步的力量,推动中华民族伟大复兴的中国梦早日实现。
通信指挥员王旭:保持一颗初心
出生于1988年的王旭是文昌航天发射场的通信系统指挥员,也是最早走上岗位的一批建设者。从2013年硕士毕业,王旭就来到发射场,加入通信系统的建设。他亲手参与了基础建设和设备安装调试,让各级指挥员有了千里眼、顺风耳,指挥决策更加精准,航天发射成功更有把握。工作7年以来,王旭先后担任岗位操作手、分系统负责人、通信系统指挥。不论职位高低、工作普通或复杂,他都保持着一份刻苦钻研、认真负责的“初心”。
这位穿汉服的“嫦娥”小姐姐,还是个航天技术“小专家”
“嫦娥五号”探测器发射的前一周,长征五号遥五火箭和“嫦娥五号”探测器完成技术区总装测试后,垂直转运至发射区。在转运现场,徒步护送长五和“嫦五”出征的队伍中,一位身着汉服的“嫦娥”姐姐圈粉无数。这位“嫦娥”姐姐就是河南濮阳姑娘崔艺晗,2020年1月起,开始担任文昌航天发射场测发软件配置管理员,负责着全发射场上百份软件的入库、管理、配置工作。