嫦娥五号升空无人采集月球样本 航天专家:有望创造5个中国首次
长征五号遥五运载火箭周二(24日)凌晨4时半,搭载“嫦娥五号”月球探测器,在海南文昌航天发射场升空,成功将嫦娥五号送入地月转移轨道,进行中国首次月球无人采样返回任务。
内地《环球时报》引述航天专家介绍,本次嫦娥五号升空有望创造5个“中国首次”,包括地外天体的采样与封装,地外天体的起飞,月球轨道交会对接,携带样本高速地球再入,以及样本的存储、分析和研究。
国家航天局探月与航天工程中心党委副书记关锋指,嫦娥五号任务是中国迄今最复杂、难度最大的航天任务之一。航天科技集团五院嫦娥五号探测器系统副总设计师彭兢介绍,人类过去的采集样本返回任务,主要是载人登月采样,或用单一装置采样,每次采样量约1、200克,而中国本次瞄准采集公斤级样本。
彭兢表示,嫦娥五号探测器由4部分组成,分别为上升器、着陆器、返回器和轨道器,总重量8200公斤。4部分在发射时会组成探测器整体,飞行过程中会根据不同的任务阶段组合成不同的形式。他介绍,上升器主要功能是携带收集的样本从月球表面起飞,进入环绕月球轨道后会作为目标飞行器,由轨返组合体与它交会对接,完成后再将样本转移到返回器。
着陆器携带上升器着陆后,会以钻取和表取方式在月球表面采样并完成封装;当完成交会对接、样本转移后,返回器将携带样本返回地球。同时,轨道器主要承担在不同轨道上飞行的任务,最后会在地面控制下完成规避机动,确保返回器能够安全着陆后,将进入环绕地球的大椭圆轨道,等待后续处置。
嫦娥五号任务的采样区域位于月球正面风暴洋西北部,将以机械臂表取和钻地钻取的方式采集样本,采样量约2公斤,月面工作时间约2天。彭兢介绍,该位置从没有太空人踏足或探测器到访,据目前研究成果,科学家认为该区域形成的地质年代比较年轻,所以在该区采集的样本能更好地认识月球形成过程。同时,本次采用2种采样方式,将获得更多种类、更多数量的样品,且可以互为备份。
嫦娥五号将经过11个阶段,20多天的在轨飞行过程。专家介绍,嫦娥五号探测器任务技术难点主要表现在多个关键环节,包括轨道设计及飞行过程复杂,匹配精度要求高,当中涉及月球轨道交会对接、月地转移等新飞行阶段;月面采样封装技术新、难度大;月面起飞上升验证技术难度大;受对接机构大小及地面测控支持能力限制,月球轨道交会对接精度及样品转移自主性要求高。
据国家航天局介绍,本次任务采用半弹道、跳跃式返回,着陆区域为内蒙古四子王旗相关区域,而返回器回地球前尚有一个关键节点─高精度月地入射。航天科技集团五院表示,月地入射的精度在一定程度上决定返回器再入点精度,影响返回器的安全着陆,所以月地入射窗口及入射点位置均受严格约束;完成高精度月地入射后,飞行器将以第二宇宙速度再入返回地球大气。
航天专家指出,“半弹道跳跃式飞行”增加了在大气层的“一出一入”,可以消耗返回器的部分能量,从而减小着陆速度,拉长航程,有利于选择降落区。
(环球时报)