12月3日23时10分
嫦娥五号上升器月面点火
我国首次实现地外天体起飞
五星红旗首次在月球独立展示
记者从国家航天局获悉,12月3日23时10分,嫦娥五号上升器月面点火,3000牛发动机工作约6分钟后,顺利将携带月壤的上升器送入到预定环月轨道,成功实现我国首次实现地外天体起飞。
与地面起飞不同,嫦娥五号上升器月面起飞不具备成熟的发射塔架系统,着陆器相当于上升器的“临时塔架”,上升器起飞存在起飞初始基准与起飞平台姿态不确定、发动机羽流导流空间受限、地月环境差异等问题;此外,由于月球上没有导航星座,上升器起飞后,需在地面测控辅助下,借助自身携带的特殊敏感器实现自主定位、定姿。
点火起飞前,着上组合体实现月面国旗展开以及上升器、着陆器的解锁分离。此次国旗展开是我国在月球表面首次实现国旗的“独立展示”,根据回传影像显示,五星红旗在阳光照耀下,“中国红”格外鲜艳。
点火起飞后,上升器经历垂直上升、姿态调整和轨道射入三个阶段,进入预定环月飞行轨道。随后,上升器将与环月等待的轨返组合体交会对接,将月球样品转移到返回器,后者将等待合适的月地入射窗口,做好返回地球的准备。
此前,12月2日22时,经过约19小时月面工作,探月工程嫦娥五号探测器顺利完成月球表面自动采样,并已将样品封装保存在上升器携带的贮存装置中。贮存装置内外分层,钻取月壤放在夹层的软袋子里,表取月壤放在内胆里。综合新华社等
来吧,展示!
我国在月球表面首次“独立展示”五星红旗
据悉,这面闪耀月球的五星红旗重量只有1公斤,在正负150摄氏度的温差下仍能“保持本色”。
第1面“织物版”五星红旗
五星红旗能够在月球上实现独立展示,主要依靠月面国旗展示系统辅助。该系统由月面国旗、压紧释放装置、展开机构三部分组成,长约半米。系统在折叠状态下随探测器升空,着陆月球后按照指令解锁打开。
与嫦娥三号、嫦娥四号以及玉兔月球车上的五星红旗采用喷涂方式不同,嫦娥五号这面“织物版”五星红旗是一面真正的旗帜。这是五星红旗在月球表面的又一次成功展示,也让中国探测器在月球上再次打上“中国标识”。
为了研制这套与众不同、研制难度迈上新台阶的五星红旗展示系统,中国航天科工集团航天三江九部经历了诸多挑战。保证可靠性是五星红旗展示系统的第一任务,整套系统涉及解锁、支架展开、支架固定等步骤,如果支架无法在月球上成功展开,一切都将前功尽弃。“每一个动作都要确保工作正常,而且这一系列动作必须在1秒钟内完成。”五星红旗展示系统项目负责人李云峰说。
火工品是整个五星红旗展示系统中最基础的一环,如果它无法起爆解锁,后续动作就无从谈起。五星红旗展示系统技术负责人程昌表示,系统使用的火工品在国内同等用途和功能中属于最小之一。研制团队将火工品放在-200摄氏度左右的液氮罐里和高温环境下进行几十次试验,模拟它在月球极大温差环境下能否正常使用,确保五星红旗能顺利在月面上缓缓升起。
选材时间超1年
宇宙中拥有很强的电磁辐射,月球表面环境恶劣,温差可达正负150摄氏度,这就决定了普通五星红旗无法在月球上使用。
在五星红旗展示系统立项初期,科研团队设计了多种展示形式,既有卷轴形式展开五星红旗的记忆合金展示方案、伺服升旗方案、机构展示方案,也有通过折扇形式展开的多种方案。科研人员通过高低温试验后发现,只有卷轴形式展开的五星红旗比较平整,不会出现褶皱等情况。
如何保证五星红旗展开时拥有足够的强度,保持平整,研制团队围绕这一问题做了很多理论研究和模拟试验。程昌表示,科研团队在选材上花费的时间就超过1年,最终挑选出了二三十种纤维材料,通过热匹配性、耐高低温、防静电、防月球尘埃等物理试验,最终决定采用某新型复合材料,既能满足强度要求,又能满足染色性能要求,从而保证五星红旗能够抵御月表恶劣的环境,做到不褪色,不串色、不变形。
重量只有1公斤
嫦娥五号五星红旗平面运动包络近2000mm×900mm,整个系统重量只有1公斤。马威表示,选择这样的旗面尺寸是研制团队综合考虑的结果,目的是尽量突出视场效果,让相机照片既能看到月表、深空,也能看到着陆器;如果五星红旗太大或太小,照片均无法呈现出丰富的元素。
由于五星红旗展示系统的重量只有1公斤,研制团队围绕整个系统在减重问题上下了大量工夫,不仅材料要轻质化,而且还要对设备进行“瘦身”。立项之初,研制团队先后论证过采用四级杆、三级杆和二级杆等方案,但考虑到复杂性和重量等原因,最终选择使用二级杆的方式来呈现。“之所以采用杆系结构方案,是因为它在航天系统里算比较成熟的技术,包括卫星、飞船等航天器的太阳能电池帆板展开,使用的都是杆系结构,其目的就是保证可靠性。”李云峰说。
为了控制整个五星红旗展示系统的重量,研制团队还对结构进行了优化设计,在选取耐高温、抗严寒材料的基础上尽量将支架臂做薄、做小,在空间环境中能承受住冷热交变、空间辐照、极低真空等恶劣环境的考验。据中新社
厉害,嫦五!
月面120℃高温 发动机准确点火
月面重力和地球不一样精确起飞
航天科技集团六院801所深空探测推进系统部副部长、火星探测器推进系统主任设计师、嫦娥五号探测器推进系统副主任设计师曹伟日前接受采访时曾介绍,嫦娥五号这次任务相较于嫦娥三号、嫦娥四号,难点主要在于要采样返回。
嫦娥三号、嫦娥四号因为不用返回,只要一套推进系统就可以完成任务,而嫦娥五号则需要配置三套独立的推进系统。这三套系统配置了大大小小共77台发动机,如此一来复杂程度就大大增加了。
其次,整个任务对推进系统重量的要求更加苛刻。因为要保证完成整个任务,三套推进系统都需要进一步减重。所以对于贮箱、气瓶、发动机、推进线路盒和各类阀门等组件,都采用了一些新的减重技术。
再者,要在月面上停留采样,就要面临月面的高温。“发动机在月面120℃左右的高温下点火工作对于推进系统来说是全新的课题,也是巨大挑战,我们采取了针对性设计,做了大量试验,克服了这个难关。”
另外,上升器会从月面起飞然后跟停留在月球轨道的轨道器进行交会对接,把从月球上采集的样品通过轨道器带回到地球。“以前载人航天的交会对接,都是在近地轨道进行的。这次月球轨道的交会对接任务对推进系统的控制精度要求更加严格,这也是本次任务主要的特点和难点。”最后,从月面起飞时因为月面重力和地球不一样,“为此我们在专门的试验场地,采用着陆器和上升器两套产品进行了模拟月球着陆和起飞的试验,来解决这个问题。”
曹伟介绍,嫦娥五号返回时间大概是12月中旬。华商报记者 马虎振
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