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嫦娥四号起飞6小时后漏油,缺口10公斤,我国专家巧妙化解危机

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刚跨进2021年,我国又迎来一件大喜事,天问1号火星探测器被火星引力捕捉,成功进入环绕轨道,全国各地响起一片片响亮的掌声。近几年来,我国在航天领域取得了卓越成就,先是嫦娥3号软着陆月面,接着是嫦娥4号软着陆月背,再然后是嫦娥5号成功取样。


在外国看来,我国航天事业简直是一帆风顺,中途没有出现任何麻烦,但事实并非如此,2018年12月,嫦娥四号在起飞6小时后突然出现突发事件,燃料箱开始“漏油”,当地面人员发现的时候,已经漏掉10公斤,这意味着再继续按原计划飞行,任务很可能失败。

众所周知,最后嫦娥4号漂亮地着陆在月背上,它给人类带来了多项重大发现,至今还在与地面通信中,我国专家是如何做到的呢?如何解决10公斤燃料缺口,一本名为《月背征途》详细描述了一个不为人知的航天故事,以及我国科学家又是如何巧妙地化解“漏油”危机。


在2019年,以色列的创世纪号和印度的月船2号分别坠毁在月球表面,这意味着人类探测器登月并不是一件容易的事情,实际上比着陆地球和登陆火星还要困难,因为月球上空是高真空环境,没有空气,传统的降落伞着落方式无法实施,人类探测器在着陆月球的最后阶段,全凭推进器托着缓缓下降。

嫦娥四号4号的飞月之旅需要消耗大量燃料,尤其是在接近月球的旅途中,插入月球轨道,近月制动,降低绕月轨道,着陆月球,都需要点燃化学推进器,而这个时候突然泄漏了大量燃料,即便把每个机动节余下来的燃料都利用起来也不够,该怎么办呢?


嫦娥4号一共携带了4个燃料箱,分别位于两侧位置,如果一侧燃料泄漏了,那么探测器的重心改变了,重量也改变了,燃料也不够用了,这意味着之前反复演练的轨道控制方案不能再继续使用了,不然嫦娥4号在登月时就会因燃料不足而导致整个任务失败。


这个时候有一名专家站出来提出了一套解决方案:那就是从降落月球的燃料中抽取10公斤来补充燃料缺口,但是很快遭到了另一名专家的反对,因为降落月球是探测器登月的最后阶段,也是登月的最关键阶段,所以燃料必须准备得很充分,宁可有剩余,也不能不够,因为以色列的创世纪号和印度的月船2号就是前车之鉴,没有准备充分。


多名专家在经过一番讨论后,很快制定了一套初步方案,这个时候离嫦娥4号漏油事件才过去两个小时,这究竟是什么样的一套方案呢?既能节省10公斤燃料,又能让嫦娥4号安全着陆月球,我们来了解一下。

在奔月之旅中,嫦娥4号为了减少油耗,在切入月球轨道时,不再启动7500牛变推力发动机来进行变轨,而仅用8台150牛来代替,这样一来就加大了地月轨道转移的难度,飞控中心需要对地月轨道转移数据计算得十分精确才可以做到。


2018年12月12日,8台150牛发动机一起点火,嫦娥4号成功切入月球轨道,这一机动操作成功节约了大量燃料,接着,7500牛变推力发动机按计划点火323秒,来了一个漂亮的“太空刹车”机动,阻止了嫦娥4号因速度过快而滑向外太空。


“太空刹车”之后,嫦娥4号精确进入一个200*400公里的椭圆环月轨道,在接下来的近月降轨过程中,150N发动机再次启动完成降轨机动,又一次节约了大量燃料,两次变轨机动,差不多节约10公斤燃料,给嫦娥4号平安着陆月球留下了充足燃料,最后成功了。

现在,嫦娥4号还在月球背面继续运行,玉兔2号也在继续沿预定好的路线向西方向行驶,相信接下来将有更多新发现。

总之,人类的航天之路并非一帆风顺,美俄两国航天器也曾出现过多次故障,最重要的是,如何解决问题,如何化险为夷,我国航天专家在这方面可以说做到了极致,巧妙地化解了一场危机。更有趣的科学探索内容请关注唯一微信公众号:有趣探索

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