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[时事] 我在挖土 月亮之上

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发表于 2020-12-3 08:41:24 | 显示全部楼层 |阅读模式

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我在挖土 月亮之上

我在挖土 月亮之上

12月2日,在北京航天飞行控制中心拍摄的落月后的嫦娥五号探测器

我在挖土 月亮之上

我在挖土 月亮之上
嫦娥五号探测器着陆器和上升器组合体着陆后全景相机环拍成像(12月2日摄)

经过约38万公里、一周左右的地月转移、近月制动、环月飞行之旅,12月1日晚间,嫦娥五号探测器稳稳降落在月球正面风暴洋北部吕姆克山、夏普月溪附近。这是中国探测器第三次在月球表面成功软着陆,也是人类探测器首次踏足月球上的这一区域。

12月1日22时57分,嫦娥五号探测器着陆器和上升器组合体从距离月面15公里处开始实施动力下降,7500牛变推力发动机开机,逐步将探测器相对月球纵向速度从约1.7公里/秒降为零。期间,探测器进行快速姿态调整,逐渐接近月表;此后进行障碍自动检测,选定着陆点后,开始避障下降和缓速垂直下降。23时11分,嫦娥五号探测器成功着陆在月球正面西经51.8度、北纬43.1度附近的预选着陆区,并传回着陆影像图。

成功着陆后,着陆器在地面控制下,进行了太阳翼和定向天线展开等状态检查与设置工作,将正式开始持续约2天的月面工作,采集月球样品。

■特写

600公里外“跳伞” 稳稳落在月球表面

12月1日晚间,嫦娥五号成功落月。主动减速、快速调整、迅速接近、精准选点、稳步着陆……整个落月过程,一系列复杂精细的动作都由嫦娥五号自主完成,犹如一位在月球凌空漫步的袅袅仙子,婀娜多姿。

在距月面1.5公里时,嫦娥五号利用光学成像敏感器进行粗避障,剔除大型障碍物;距月面仅百米时,嫦娥五号上的备用激光三维成像敏感器进行精确避障,精准识别选好落点。

一边下降一边避障,待嫦娥五号飞到选定着陆点后,一个侧身开始垂直下降,并在距离月面较近时关闭发动机、自由落体……

着陆腿缓冲着陆!至此,嫦娥五号完美落月!

“嫦娥五号任务的落月和近月制动一样,都是只有一次机会,必须一次成功。可以说,落月的过程就是边飞行边找寻落点,在15分钟内,完成约600公里外的全程自主跳伞。”中国航天科技集团五院嫦娥五号探测器系统副总设计师彭兢说。

落月的关键在于平稳。嫦娥五号落月时,撞击月面会形成较大的冲击,必须设计相应的着陆缓冲系统,吸收着陆的冲击,保证探测器不翻倒、不陷落,这是落月的技术难题之一。而着陆缓冲机构,通俗地说就是嫦娥五号的“腿”。

这四条缓冲、支撑一体化的“腿”可不一般,它们是嫦娥五号机构分系统团队精心设计、巧手研制,更拥有嫦娥三号、嫦娥四号的完美基因。

据介绍,着陆缓冲机构具有完全自主知识产权的“偏置收拢、自我压紧”式方案,保证了收拢简单、展开可靠,解决了着陆缓冲、着陆稳定性等多方面的问题。

与嫦娥三号的着陆缓冲设计方案相比,由于任务难度增加,嫦娥五号任务的着陆缓冲能力要求提高了30%,但机构重量指标却减少了5%。研制团队反复修改,最终达到了设计指标。

■揭秘

为何只取2公斤样品

根据任务计划,“嫦娥五号”计划在月球获取2公斤左右的样品并带回地球。那么这2公斤的重量是如何确定的呢?

国家航天局探月与航天工程中心副主任裴照宇说,以2公斤为标准设计探测器,探测器就达到了8.2吨。如果要增加样品的量,探测器很多指标都会增长,就会超过火箭的运载能力。为了提高采样的可靠性,嫦娥五号任务将通过钻取和表取两种方式采集样品。初步考虑钻取0.5公斤,表取1.5公斤。

“表取”,就是从月球表面通过机械臂和机械爪的配合,抓取一部分月壤。“钻取”则是要通过特殊的钻头,钻到月表以下两米左右的位置,把月壤整体取出来。

嫦娥五号探测器主任设计师姜水清介绍,我们设计了四自由度采样机械臂,末端又带了两种采样器,一种可以实现铲挖,一种可以实现浅钻,来实现不同类型月壤的一个采集。

按照规划,采样机械臂将在着陆点周边区域进行多次采样。姜水清说,假设着陆点不是那么理想,有一个大石头采不动,可以换一个地方,保证采到样品。

■链接

美国苏联也曾赴月取土

上世纪60年代,美国国家航空航天局的宇航员在阿波罗登月计划中,靠人力将累计380多千克的月球样品带回地球。苏联也不甘落后,在1970年使用无人航天器“月球车16号”,带回了101克的月球样品。

美苏两国采回的月球样品,使人类第一次真正接触到有明确产地的月球物质,最终确定了月球一部分区域的绝对年龄,以此建立起了对月球45亿年演化历史的认知。

但在这其中,亦有大量空白和盲区。一个根本原因是,无论是阿波罗计划还是月球车计划,所登陆之处均不能代表较为年轻的月球表面。两国采回来的样品,大多来自月球正面中低纬度的月海区域,形成年龄集中在32亿至42亿年前。

而这次,“嫦娥五号”计划登陆的是月球正面风暴洋北部的吕姆克山,它被非常年轻的月海玄武岩包围。相对来说,其表面没有陨石坑,因此,“嫦娥五号”很可能采集到形成于10亿年至20亿年前的年轻样品,从而填补目前月球样本的空白时间段,帮助构建更加全面的月球演化史。

综合新华社、央视报道
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