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嫦娥五号“探月”归来 实现五个首次

2020-12-1809:31:30来源:北京青年报

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昨晚返回器抵达嫦娥五号探测器的抓总研制单位——中国航天科技集团五院供图/中国航天科技集团五院

本报讯(记者 雷嘉 通讯员 叶雨恬)北京时间12月17日1时59分,嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆,标志着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成。回收后的返回器在完成必要的地面处理工作后,将空运至北京开舱,取出样品容器及搭载物。国家航天局将择机举行交接仪式,正式向地面应用系统移交月球样品,我国首次地外天体样品储存、分析和研究相关工作也将随之启动。

北京青年报记者从国家航天局了解到,17日凌晨1时许,北京航天飞行控制中心通过地面测控站向嫦娥五号轨道器和返回器组合体注入高精度导航参数。此后,轨道器与返回器在距南大西洋海平面高约5000公里处正常解锁分离,轨道器按计划完成规避机动。凌晨1时33分,嫦娥五号返回器在距地面高度约120公里处,以接近第二宇宙速度(约为11.2千米/秒)高速进入地球大气层,实施初次气动减速。下降至预定高度后,返回器向上跃出大气层,到达最高点后开始滑行下降。之后,返回器再次进入大气层,实施二次气动减速。在降至距地面约10公里高度时,返回器打开降落伞完成最后减速并保持姿态稳定,随后在预定区域平稳着陆。负责搜索回收任务的测控与回收系统技术人员及时发现目标,有序开展回收工作。

嫦娥五号于11月24日在文昌航天发射场发射升空并进入地月转移轨道,探测器实施2次轨道修正、2次近月制动后顺利进入环月圆轨道。此后,探测器经历组合体分离、环月降轨及动力下降,着陆器和上升器组合体于12月1日在月球正面预选区域着陆并开展采样工作。在月面工作2天后,12月3日,上升器点火起飞、精准入轨,于6日完成与轨道器和返回器组合体之间的交会对接及样品转移,此后按计划分离并受控落月。12月12日至16日,轨道器和返回器组合体在完成2次月地转移入射、2次轨道修正后,返回器于12月17日与轨道器分离并重返地球。

国家航天局专家表示,嫦娥五号探测器在一次任务中,连续实现了我国航天史上首次月面采样、月面起飞、月球轨道交会对接、带样返回等多个重大突破,为我国探月工程“绕、落、回”三步走发展规划画上了圆满句号。同时,嫦娥五号任务作为我国复杂度最高、技术跨度最大的航天系统工程,成功实现了多方面技术创新,突破了一系列关键技术,对于我国提升航天技术水平、完善探月工程体系、开展月球科学研究、组织后续月球及星际探测任务,具有承前启后、里程碑式的重要意义。

贺 电

探月工程任务指挥部并参加嫦娥五号任务的全体同志:

欣闻探月工程嫦娥五号任务取得圆满成功,我代表党中央、国务院和中央军委,向你们致以热烈的祝贺和诚挚的问候!

嫦娥五号任务作为我国复杂度最高、技术跨度最大的航天系统工程,首次实现了我国地外天体采样返回。这是发挥新型举国体制优势攻坚克难取得的又一重大成就,标志着中国航天向前迈出的一大步,将为深化人类对月球成因和太阳系演化历史的科学认知作出贡献。对你们的卓越功勋,祖国和人民将永远铭记!

人类探索太空的步伐永无止境。希望你们大力弘扬追逐梦想、勇于探索、协同攻坚、合作共赢的探月精神,一步一个脚印开启星际探测新征程,为建设航天强国、实现中华民族伟大复兴再立新功,为人类和平利用太空、推动构建人类命运共同体作出更大的开拓性贡献!

习近平

2020年12月17日

(新华社北京12月17日电)

解读

中国载人航天明后年将完成约11次任务

昨天下午,国务院新闻办举行发布会,介绍探月工程嫦娥五号任务的有关情况。

国家航天局副局长、探月工程副总指挥吴艳华在会上称,嫦娥五号任务创造了五项中国首次,一是在地外天体的采样与封装;二是地外天体上的点火起飞、精准入轨;三是月球轨道无人交会对接和样品转移;四是携带月球样品以近第二宇宙速度再入返回;五是建立我国月球样品的存储、分析和研究系统。

“这标志着我国具备了地月往返的能力,实现了‘绕、落、回’三步走规划完美收官。”他表示。

1.嫦娥五号任务有哪些难点和创新点?

关于嫦娥五号任务的难点,国家航天局探月工程三期总设计师胡浩会上介绍称,这次与嫦娥三号、四号比,跨度更大。

他解读称,为了能够可靠地实施嫦娥五号任务,就要突破在月球上采样返回碰到的新技术,怎么能够实现在月球上可靠地采样,并且把月球的样品可靠地封装到真空容器当中,还要在月球上进行转移,转移到我们自身的返回系统当中去,这整个的过程和前面相比都是有创新性的。

“另外,在月球轨道上,我们留了轨道器,为了能够多采一些样品,我们在月球轨道上还要搞一次交会对接,月球轨道的交会对接和地球轨道也有很大的不同,一是目标比较小,月球又比较远,要求的自主能力就比较强,同时测控手段有限,支撑的条件也有限,所以交会对接也是我们要克服的难点,也是创新点。”他表示。

胡浩还称,从月球轨道回来,再入大气是接近第二宇宙的速度,这和我们以前,不管是载人航天还是以前的再入任务来比,速度快了很多,带来的热的影响、控制能力的影响、精度的影响都很大,这对我们来讲也是个重要的突破。

就此,吴艳华补充称,月面起飞跟地面发射火箭不一样。“落到哪儿,斜了歪了,在那个地方都必须起得来。所以,我们这个发动机是新研制的,3000牛的发动机表现非常好。”

2.嫦娥五号带回来的月球土壤将用于哪些用途?

此次嫦娥五号的核心任务是采集月球样品返回地球,那么月壤将用作何用?发布会上透露,绝大部分月球样品会用于科学研究,会在实验室进行长期的、系统的对月球样品的研究工作,包括它的结构构造、物理特性、化学成分、同位素组成、矿物特点和地质演化方面,希望能够深化对月球的起源、演化方面的认识。

吴艳华还表示,为了能早一点与公众见面,有一部分样品将入藏国家博物馆。此外,依据国际合作的公约和多边双边的合作协议,我们将发布月球样品和数据管理办法,与有关国家和世界的科学家共享。此外,也有一部分按照国际惯例,可能作为国礼相送。

吴艳华透露,除了位于北京的中科院国家天文台作为主要存储地点以外,月球样品还将在湖南韶山毛主席的故乡进行异地灾备,以告慰毛主席提出“可上九天揽月”的夙愿。

3.中国采集的月壤和美俄有何不同?

北青报记者了解到,中国是第三个从月球采样回来的国家。此前,美、俄都曾采集月球样品回地球。那么和此前相比,中国采集的月壤有何不同?

中国科学院国家天文台研究员、探月工程三期副总设计师李春来解读称,俄罗斯和美国的九个采样点,都在纬度30度的范围,嫦娥五号的采样点选择了43度的风暴洋东北角的玄武岩区域,这是全新的采样区域。全新的样品研究,对月球表面的风化作用、火山作用和区域地质背景、区域地质演化方面应能作出很多科研贡献。

4.中国会否载人登月?

嫦娥五号成功返回后,中国后续的航天规划如何?

对此,吴艳华总结称,第一,就探月工程而言将进一步优化论证嫦娥六号工程目标和科学目标,比如说,月球极区采样返回。规划当中还有嫦娥七号和八号任务,我们准备以此为契机,与有关国家和国际组织合作,共同论证初步建设月球科研站的基本能力、核心技术。

第二,行星探测规划基本明晰,有待国家审批。第一个任务已经实施了,就是首次火星探测任务天问一号。这之外,我们还规划了三次行星探测任务,包括一次小行星的探测和取样,一次火星的采样返回,还有一次木星系环绕探测和行星穿越探测。

第三,中国的载人航天规划,明年、后年将迎来非常繁忙的时间。我们计划用两年时间完成核心舱、试验舱、四艘货运飞船、四艘载人飞船发射总共接近11次任务。

第四,将充分利用长征五号、六号、七号新一代运载火箭技术,完善我们无毒无污染新型火箭序列。至于重型运载火箭,中国肯定要发展,正在进行关键技术攻关和方案的迭代优化论证。

会上,还有媒体关注中国载人登月的计划。

“目前开展的月面起飞、轨道交会对接、再入返回等,都是未来载人返回的必要技术。这些技术通过验证,也是为未来载人登月打基础。”吴艳华表示,当前的任务是争取两年时间完成地球轨道空间站的建设。关于载人登月的计划,按照目前初步意向是先搞关键技术攻关,等我们近地轨道的空间站建成后再进行规划论证。

5.中国怎样和国际社会合作共享这个数据?

会上,有媒体关注中国在相关研究领域开展国际合作的问题。国家航天局新闻发言人许洪亮就此表示,中国航天局一直按照“共商、共建、共享”的原则开展相关国际合作。中国国家航天局与40多个国家签订了140多份合作协议,并且深度参与了18个国际组织的相关工作。月球样品是我们人类共同的财富,我们愿意以平等互利、互惠互利的方式跟国际同行开展合作。

文/本报记者 李岩

揭秘

又要保暖又要隔热

“小五”控温有高招

从极端的宇宙环境到进入地球大气层后摩擦高温,再到降落四子王旗后到低温,嫦娥五号返回地球的旅程可谓是挑战重重。为此,嫦娥五号探测器的抓总研制单位——中国航天科技集团五院的研制团队花了很多心思,投入了很多尖端科技力量。

看了“小五”落地直播的读者都对返回器身上贴满的“暖宝宝”印象深刻。那是因为返回舱内部的推进剂还有剩余,担心返回途中冻住后不好排出,所以贴“暖宝宝”为其暂时保暖。但其实,探测器返回途中不仅要防冻,更要防热。

见过神舟飞船返回舱的人一定对那身乌黑的外表印象深刻。那是返回舱从近地轨道返回地球时,被大气层剧烈摩擦产生的高温烧灼而成的。“再入的速度提高一倍,再入热量将提高8至9倍。”五院总体设计部嫦娥五号结构分系统主任设计师董彦芝介绍说。如此高的温度一旦进入返回器的内部,后果将不堪设想。因此,如何对抗烧蚀成为了必需攻克的难关。

为此,五院总体设计部防热结构设计团队为探测器巧妙设计了一件“贴心防热衣”。首先,针对月球轨道返回热环境、空间环境和重量的要求,提出了不同部位耐烧蚀和隔热的具体需求与指标,从33种新研材料中筛选出了7种防热材料,完成了防热材料的布局和局部防热结构设计,实现了我国由近地轨道再入到深空轨道再入的防热结构设计的跨越。

其次,提出了三维传热烧蚀分析方法,采用整体变厚度、变密度,分区域、偏轴设计方案,突破了轻量化设计关键技术,并利用一维烧蚀分析和三维温度场分析相结合的数值分析方法,实现了用全面的局部烧蚀试验代替整器烧蚀试验,为试验任务的成功奠定了基础。嫦娥五号的防热“霓裳羽衣”成为了其安全顺利返回地球的生命保证。

文/本报记者 雷嘉 通讯员 庞丹

责任编辑:孟祥玉(EN009)

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