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块头大,动作多......即将发射的“嫦娥五号”任务亮点太多了!丨附福利

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  作者/戚铁磊 王琼

  国家航天局探月中心

  2004年,我国探月工程立项实施,确定了“绕、落、回”三步走战略规划,由国家航天局牵头组织实施。

  16年来,中国探月工程五战五捷,硕果累累,嫦娥五号任务将圆满完成“绕、落、回”三步走战略规划。

  探月工程嫦娥五号即将发射,再次踏上奔月之旅。此次探月任务和以往有什么不同?嫦娥五号探月任务有哪些看点呢?

  

  嫦娥五号,图片来源人民日报

  从嫦娥一号到嫦娥四号

  首先,我们来回顾一下我国探月工程的光辉历程。

  2007年10月24日,嫦娥一号发射成功,在轨有效探测16个月,首次实现我国自主研制的卫星进入月球轨道并获得全月图。实现我国探月工程第一步战略目标,开启了中国深空探测新领域。

  2010年10月1日,嫦娥二号作为二期工程先导任务发射成功,为嫦娥三号详勘了落月区域,验证了部分关键技术,获得了世界上首幅7米分辨率全月图;拓展任务实现飞赴日地L2点开展探测,与图塔蒂斯小行星近距离交会。

  

  嫦娥二号,图片来源中国探月工程

  2013年12月2日,嫦娥三号踏上奔月之旅。12月14日成功软着陆在月球表面,随后,着陆器与“玉兔号”月球车完成互拍并将图像传回地面,实现我国探月工程第二步战略目标。

  2014年10月24日,探月工程三期再入返回飞行试验器从地球出发,成功绕月后,11月1日,返回器以半弹道跳跃方式再入地球大气层,安全精确着陆,为嫦娥五号任务奠定了坚实技术基础。

  2018年5月21日,嫦娥四号中继通信卫星“鹊桥”发射成功。“鹊桥”稳定运行在地月引力平衡点轨道,解决了月球背面与地球的通讯问题。

  

  嫦娥四号月球车,图片来源中国探月工程

  同年12月8日,嫦娥四号探测器从地球启程,于2019年1月3日成功着陆在月球背面南极—艾特肯盆地冯·卡门撞击坑的预选着陆区,实现人类探测器首次月球背面软着陆,开展就位探测与巡视探测。

  嫦娥五号的科学任务是什么?

  那么,嫦娥五号的任务有什么不一样呢?

  探月工程三期嫦娥五号任务将实现月球采样返回,是探月工程重大科技专项“绕、落、回”三步发展战略的最后一步。

  嫦娥五号任务是我国航天领域迄今最复杂、难度最大的任务之一,通过月面科学探测和后期月球样品综合分析,有望在月球形成过程、地质演变等方面取得新的科学认知。

  在工程方面,嫦娥五号需要突破窄窗口多轨道装订发射、月面自动采样与封装、月面起飞、月球轨道交会对接、月地转移、地球大气高速再入、多目标高精度测控、月球样品储存等关键技术,提升我国航天技术水平;实现首次地外天体自动采样返回,推进我国科学技术重大跨越;完善探月工程体系,为载人登月和深空探测奠定人才、技术、工程和科学基础。

  此外,嫦娥五号还承载着许多科学任务:

  着陆区的现场调查和分析。开展着陆点区域形貌探测和地质背景勘察,获取与月球样品相关的现场分析数据,建立现场探测数据与实验室分析数据之间的联系;

  月球样品的分析与研究。对月球样品进行系统、长期的实验室研究,分析月壤的结构、物理特性、物质组成,深化月球成因和演化历史的研究。

  嫦娥五号任务的看点有哪些?

  此外,此次嫦娥五号任务看点多,我们一起来看看。

  “块头大”

  探测器采用轨道器、返回器、着陆器、上升器四器自下而上串联的构型,总质量约8200kg。使用我国目前最大、最先进、运载力最强的火箭——长征五号实施发射。

  长征五号被人称作“胖五”,箭体长度近60米,起飞重量超800吨。块头大,力气也大,直接将超过8吨的嫦娥五号送入地月转移轨道。

  “动作多”

  精准落月

  嫦娥五号任务将在中国文昌航天发射场,使用长征五号运载火箭,星箭分离后,完成地月转移、近月制动,进入环月轨道。

  在环月轨道,着陆器-上升器组合体(简称“着上组合体”)与轨道器-返回器组合体(简称“轨返组合体”)分离,着上组合体降落在月球正面风暴洋西北部区域。

  自动采样

  之后,在48小时内,通过机械臂表取和钻具钻取两种方式,共采集月表岩石和土壤样品约2kg,进行封装,同时开展科学探测。

  

  图片来源人民日报

  “万里穿针”

  完成采样和封装后,上升器在月面起飞,与位于月球轨道上的轨返组合体进行交会对接,这如同“万里穿针”。将月球样品容器转移到返回器内后,轨返组合体与上升器分离,在预定时机加速进入月地转移轨道,踏上“回家”征途。

  着陆回收

  飞行至距地球约5000km高度时,返回器与轨道器分离。返回器以半弹道跳跃式再入大气层,着陆于内蒙古四子王旗预定着陆区。地面搜索回收力量在2天内完成返回器回收。

  五个首次

  1)首次地外天体的采样与封装;

  2)首次地外天体的起飞;

  3)首次月球轨道交会对接;

  4)首次携带样品高速地球再入;

  5)首次样品的分析和研究。

  继往开来

  嫦娥五号任务全过程约23天。这次任务相对于我们已经实施的绕月探测、落月探测来说,是一次新的、更大的技术跨越。

  对于我们“绕、落、回”整体规划来说,是收官之作。对于未来的我国月球探测来说,是一个奠基之作。后续,我们还将与世界各国合作,共建国际月球科研站,为人类空间探索事业作出更多贡献。

  

  发射前的准备工作,图片来源国家航天局

  九天揽月星河阔,十六春秋绕落回。

  中国人用汗水和智慧浇筑一个个丰碑,用梦想和情怀丈量一片片星空。我们期待嫦娥五号任务圆满成功,中国人迈向星辰大海的步伐走得更稳、更远。

  End

  本文作者:戚铁磊、王琼,国家航天局探月中心

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