2020年12月12日9時54分,嫦娥五號軌道器和返回器組合體在約6天的環(huán)月等待后,實施了第一次月地轉(zhuǎn)移入射,從近圓形軌道變?yōu)榻曼c高度約200千米的橢圓軌道。
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一、月地轉(zhuǎn)移
2020年12月12日9時54分,嫦娥五號軌道器和返回器組合體在約6天的環(huán)月等待后,實施了第一次月地轉(zhuǎn)移入射,從近圓形軌道變?yōu)榻曼c高度約200千米的橢圓軌道。
2020年12月13日9時51分,嫦娥五號軌道器和返回器組合體在距月面230千米處實施第二次月地轉(zhuǎn)移入射,四臺150牛發(fā)動機點火,約22分鐘后發(fā)動機正常關(guān)機,軌道器和返回器組合體進入月地轉(zhuǎn)移軌道。
2020年12月14日11時13分,嫦娥五號軌道器和返回器組合體上兩臺25N發(fā)動機工作約28秒鐘,完成第一次月地轉(zhuǎn)移軌道修正。
2020年12月16日9時15分,嫦娥五號軌道器和返回器組合體上兩臺25N發(fā)動機工作約8秒鐘,完成第二次月地轉(zhuǎn)移軌道修正。
二、再入返回
2020年12月17日1時許,北京航天飛行控制中心通過地面測控站向嫦娥五號軌道器和返回器組合體注入導(dǎo)航參數(shù),此后于1時12分軌道器與返回器在距南大西洋海平面高約5000千米處解鎖分離,軌道器完成規(guī)避機動。
2020年12月17日1時33分,嫦娥五號返回器在距地面高度約120千米處,以接近第二宇宙速度高速進入地球大氣層,實施初次氣動減速。下降至預(yù)定高度后,返回器向上躍出大氣層,到達最高點后開始滑行下降。之后,返回器再次進入大氣層,實施二次氣動減速。
在降至距地面約10千米高度時,返回器打開降落傘完成最后減速并保持姿態(tài)穩(wěn)定,隨后在預(yù)定區(qū)域平穩(wěn)著陸。
2020年12月17日1時59分,嫦娥五號返回器在內(nèi)蒙古四子王旗預(yù)定區(qū)域成功著陸,任務(wù)完成。2時21分許,空中搜索回收分隊發(fā)現(xiàn)嫦娥五號返回器,并通過直升機紅外吊艙傳回返回器著陸畫面。2時30分許,地面搜索分隊抵達嫦娥五號返回器著陸點。
2020年12月17日8時15分,嫦娥五號返回器通過中國人民解放軍陸軍航空兵米-17V-5直升機吊運至朱日和機場,吊裝前為防止返回艙剩余燃料凍結(jié)對其采取了保溫措施。
15時50分,嫦娥五號返回器由中國人民解放軍空軍運-9自朱日和機場起飛轉(zhuǎn)運并預(yù)計于17時30分抵達北京,轉(zhuǎn)運前于機場廠房排空返回器燃料。
2020年12月17日20時左右,當(dāng)日凌晨著陸的嫦娥五號返回器,經(jīng)過一天的接續(xù)轉(zhuǎn)運,回到了航天五院(中國空間技術(shù)研究院)。當(dāng)晚,航天科技集團五院為嫦娥五號返回器舉辦了“回家”歡迎儀式。
擴展資料:
技術(shù)創(chuàng)新
嫦娥五號主要面對取樣、上升、對接和高速再入等四個主要技術(shù)難題。同時,嫦娥五號的系統(tǒng)設(shè)計面臨五大挑戰(zhàn)。
第一是“分離面多”。相較于神舟飛船和“嫦娥三號”均只有兩個部分需要分離,即兩個分離面,“嫦娥五號”有5個分離面,分別是軌道器和著陸器組合體、著陸器和上升器組合體、軌道器和返回器組合體、軌道器和支撐艙及軌道器與對接支架。這些分離面都必須“一次性成功”。
第二是“模式復(fù)雜”。探測器需要經(jīng)歷多個飛行階段,還需要完成月面采樣、月面起飛上升、月球軌道交會對接和樣品轉(zhuǎn)移、地球大氣高速再入返回著陸等關(guān)鍵環(huán)節(jié),并且設(shè)計約束多。其中,上升器與軌道器需要在距離地球38萬千米的月球軌道上完成對接,在這里無法借助衛(wèi)星導(dǎo)航的幫助,需要依靠探測器自身實現(xiàn)交會對接。
第三是“細節(jié)嚴(yán)酷”。為獲取月壤樣品,“嫦娥五號”無人采樣器將通過采樣鉆頭深入月球內(nèi)部和采樣機械臂月球表面采樣兩種方法,再把樣品轉(zhuǎn)移到上升器,由上升器與軌道器對接,最終把樣品轉(zhuǎn)移到返回器,整個環(huán)節(jié)必須分毫不差。
第四是“溫度控制”。月球表面白天溫度約零上180攝氏度,夜間零下150攝氏度,晝夜溫差約330攝氏度。另外上升器發(fā)動機點火瞬間達到上千攝氏度,如何避免燒毀上升器和著陸器,對研制團隊提出挑戰(zhàn)。
第五是“瘦身壓力”。運載火箭的運載能力對嫦娥五號探測器的重量有嚴(yán)格的約束,一方面要盡可能對分系統(tǒng)進行“瘦身”,另一方面,因為備份產(chǎn)品較少,必須確保質(zhì)量可靠。
參考資料:百度百科-嫦娥五號
嫦娥工程的1到4期,火箭都是用的傳統(tǒng)的長征火箭,而嫦娥飛行器本身都是用東方紅3號衛(wèi)星平臺改裝,特別是從3期開始為其增加了軟著陸用的4個支架腿。這也是在國產(chǎn)衛(wèi)星上首次帶軟著陸裝置。(品味觀天下微信號:pinwei--168)
發(fā)射嫦娥1到4期的火箭的第三級火箭,是液氧,液氫發(fā)動機,也就是大推力低溫發(fā)動機,發(fā)射高軌道載荷,如發(fā)射同步通信衛(wèi)星,遠地點射高4萬多公里,或者發(fā)射脫離地球引力的月球或者行星探測器,都必須用到低溫高能發(fā)動機,采用液氫和液氧兩者結(jié)合,美國阿波羅登月飛船,第三級也是這種組合方式。
沒有低溫高能技術(shù),就談不上發(fā)射高軌道衛(wèi)星,而世界上掌握低溫高能火箭的國家,很少,只有中美俄等幾個大國,二流航天國家,低溫高能發(fā)動機,基本都是直接購買的。
發(fā)射高軌道衛(wèi)星,必須要低溫高能,是因這種發(fā)動機本身體積質(zhì)量小,而比沖高,推力最大,衛(wèi)星飛船等有效載荷,加第三級,質(zhì)量本身很大,若兩者總重量二十來噸,包括:同步轉(zhuǎn)移軌道5到6噸,月球轉(zhuǎn)移軌道3到4噸,加第三級火箭,總質(zhì)量20噸左右。那么就要求火箭起飛時候的總質(zhì)量超過500噸。我國截止目前只有長征捆綁火箭能辦到,在長征5號變得穩(wěn)定可靠前,我國火箭最大能力也就這么大了。只有等長征5號實用化,我國同步轉(zhuǎn)移軌道能力才能達到8到10噸,奔球軌道,達到7到8噸,
嫦娥1號到4號,與嫦娥5號的發(fā)射有何區(qū)別?
嫦娥5號的任務(wù),是繞落回三步走的最后一步,要落月取樣再飛回來,軟著陸落到月球表面的質(zhì)量,就必須有5噸以上,才有足夠剩余燃料再起飛返回地球。因此目前長征5號大火箭的進度將直接影響嫦娥工程的最后關(guān)鍵一步。
要載人落月返回,就要求更高。載人軟著陸月球后,登月器剩余質(zhì)量至少要15到20噸,才能有足夠燃料再次載人起飛,而開始奔月的質(zhì)量就需要至少80噸到100噸,發(fā)射火箭的起飛重量就需要至少3000噸!這已經(jīng)不屬于目前的5步走工程,而是新的載人登月計劃,需要長征9號等新研發(fā)的超級大火箭了。
嫦娥五號精準(zhǔn)完美登陸月球表面靠的是科研人員的GNC高精度關(guān)鍵技術(shù),這種技術(shù)它的一個特點的話就是高精度,什么叫高精度,也就是說它的誤差是小到可以忽略不算的,所以正因為這種GNC導(dǎo)航高精度關(guān)鍵技術(shù),嫦娥五號才能完美的登陸到月球的表面。
在嫦娥五號登錄到月球表面之后,將展開一系列的工作,嫦娥五號也被航空領(lǐng)域的人稱之為任務(wù)最多最艱巨的飛船之一。嫦娥五號已經(jīng)完成精準(zhǔn)登陸到月球的表面,在登陸月球表面之后呢,第一個任務(wù)就是對登錄附近的月球表面進行勘查,看看周圍的環(huán)境有沒有什么危險以及有沒有什么特殊的物體,然后將這一切的情況傳輸?shù)娇蒲腥藛T的設(shè)備之中去。
科研人員在收到這些錄像之后,將繼續(xù)對嫦娥五號展開跟蹤與實時觀察,嫦娥五號的主要任務(wù)就是登陸到月球的表面去,采取一些樣品,也就是采取月球表面的土壤,大概還需要兩天的時間在月球的表面采取一定量的樣品,這些樣品大概2千克左右,采取完樣品之后,需要將這些樣品保存起來,然后將繼續(xù)展開返回地球的這個最關(guān)鍵的步驟,對于這個最關(guān)鍵的步驟,最大的問題就在于怎么在月球表面起飛,嫦娥五號在月球表面起飛是一件非常難的事情,就相當(dāng)于要在月球表面發(fā)射一個火箭。
雖然嫦娥五號的任務(wù)非常的艱巨,在返回地球的過程中也非常的難,但是由科研人員做指導(dǎo)應(yīng)該問題不大,而且再加上這一種GNC高精度的關(guān)鍵技術(shù),我們完全可以不用擔(dān)心,現(xiàn)在我們只能慢慢的等著嫦娥五號給我們帶來的好消息。嫦娥五號真的能在月球采集到樣品的話,將會非常的成功,將會是中國航天領(lǐng)域的另一大突破。
一、嫦娥五號,完美完成中國航天史上最復(fù)雜任務(wù)
2004年,嫦娥探月工程正式啟動,計劃通過“繞、落、回”三步走發(fā)展戰(zhàn)略全方位研究月球。目前已有嫦娥一號、二號、三號、四號、鵲橋號、五號T1試驗器等完成任務(wù),完整突破了環(huán)繞和著陸兩大月球探索使命,實現(xiàn)了人類首次軟著陸月球背后和巡視的壯舉。
2020年11月24日嫦娥五號發(fā)射成功,挑戰(zhàn)月球采樣返回,時隔44年(1976年蘇聯(lián)月球24號),它將為人類再次帶回月球樣品。
嫦娥五號的任務(wù)流程高度復(fù)雜,是無人探月的極致
圖片來源:作者改編
嫦娥五號探測器組合體總重達8.2噸,采用軌道器/返回器/著陸器/上升器聯(lián)合的方式探測月球,是人類無人探月史上最復(fù)雜最重的探測器。
2020年12月17日,嫦娥五號成功返回,最終收獲了1731克樣本,超過了蘇聯(lián)三次無人采樣任務(wù)采樣總重量(301克)。在經(jīng)歷了11個重大階段和關(guān)鍵步驟后,中國終于告別了僅有美國阿波羅登月計劃贈送的1克月球樣本的歷史,并全面掌握了無人地月往返系列技術(shù)。
不僅如此,嫦娥五號實現(xiàn)了中國航天五大首次技術(shù)突破:
1.地外天體自動采樣封裝;
2.地外天體起飛并精準(zhǔn)入軌;
3.月球軌道無人交會對接;
4.攜帶月球樣本高速(近11.2千米/秒的第二宇宙速度)返回地球;
5.建立中國月球樣品的存儲、分析和研究系統(tǒng)。
二、北斗系統(tǒng)全面建成,精準(zhǔn)時空盡在手中
2020年6月23日,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)第55顆衛(wèi)星搭乘長征三號乙運載火箭從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功升空。北斗系統(tǒng),歷時26年研發(fā),經(jīng)歷了三代系統(tǒng)、共計發(fā)射了59顆衛(wèi)星,終于完成全部組網(wǎng)星座發(fā)射任務(wù),正式建成!
在理論上,衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)能無限量為用戶提供全球覆蓋、全天候、全天時的高精度定位與授時服務(wù),事關(guān)國家安全、經(jīng)濟建設(shè)和科學(xué)研究等重要領(lǐng)域,是任何一個大國必須掌握的核心競爭力。