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石豪| 嫦娥五號:你們吹牛,我當真了……
【文/觀察者網專欄作者 石豪】
北京時間2020年12月17日1時59分,嫦娥五號返回器在內蒙古四子王旗著陸場安全著陸,這標志著探月工程嫦娥五號任務取得圓滿成功。
16年,中國探月工程“繞、落、回”三步走圓滿完成。
44年,世界終于再次獲得了來自月球的珍貴樣品。
關鍵技術,都成熟了
從地球到月球表面,再從月球表面安全返回,總共分幾步?
首先是“地球發射”,要用強大的運載火箭從地球表面進行發射,將探測器送入地月轉移軌道。
然后是“月球捕獲”,探測器要進行機動,被月球引力圈捕獲,環繞月球飛行。
接下來是“月球下降”,探測器的著陸器要自主下降,自主避障,安全平穩地在月球表面降落。
降落后,探測器就開始在月表執行預定任務,就嫦娥五號而言,“月表任務”是對月球進行鉆探和表面取樣,并妥善封裝。
月表任務執行完畢后,就是關鍵的“月面上升”階段,探測器的上升器要從月表起飛,將封裝好的月球樣本送入環月軌道。
嫦娥五號上升器自月球表面起飛 | 圖片來源:中國航天科技集團
上升器進入環月軌道后,就是驚險的“月球軌道交會對接”,上升器要在遙遠的月球低軌,與探測器的軌道返回組合體進行交會對接,將月球樣本容器移交返回器保管。為確保不留下太空垃圾,威脅未來月球探測任務,上升器主動脫離軌返組合體,受控降落到月球表面。
嫦娥五號上升器與軌返組合體交會對接 | 圖片來源:中國航天科技集團
月球樣本的回家之路也不平凡,要先進行“月地轉移”,探測器通過自身動力進入月地轉移軌道,奔向地球。
最后是“地球再入”,懷揣月球樣本的返回器以11千米/秒的高速進入大氣層。由于月球返回器速度極高(接近第二宇宙速度),必須采用“打水漂”式的跳躍返回軌道,返回器第一次進入大氣層后在距離地面60千米處利用自身氣動升力彈回太空,再第二次進入大氣層并最終著陸。這樣可以最大限度利用稀薄大氣進行減速,減少返回器所受的過載和溫度。
嫦娥五號半彈道跳躍式再入返回 | 圖片來源:中國空間技術研究院
在中國的探月路線圖中,這些關鍵步驟是一步步實現的:
2007年發射的嫦娥一號,實現了“地球發射”、“月球捕獲”,是為探月三步走中的“繞”。
嫦娥一號軌道 | 圖片來源:國防科工局
2013年發射的嫦娥三號,在“繞”的基礎上,實現了“月球下降”,首次執行了“月表任務”,是為三步走中的“落”。
嫦娥三號探測器與玉兔號月球車 | 圖片來源:國防科工局
2014年發射的嫦娥五號T1探測器,則首次驗證了“月地轉移”和“地球再入”,為嫦娥五號成功打下了堅實基礎。
嫦娥五號T1探測器 | 圖片來源:中國航天科技集團
因此,當嫦娥五號成功實現了“月面上升”和“月球軌道交會對接”,一切就顯得那么水到渠成。
探月三步走中的“回”,終于圓滿完成,無人往返月球的全部技術,載人往返月球的全流程關鍵技術,我們用了16年的時間完全掌握。
可以自豪地說,月球的大門終于對中國完全敞開。
這是中國航天技術跨越的里程碑。
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本文僅代表作者個人觀點。
- 責任編輯: 吳立群 
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