嫦娥五號到月球挖土究竟有多難 揭我國首次無人月球采樣返回任務
取月壤“鉆”“鏟”“挖”“夾”十八般武藝齊上陣
月球表面自動采樣封裝,是嫦娥五號任務中最引人注目的一個環(huán)節(jié)。在這個階段,嫦娥“五姑娘”將在月面選定區(qū)域著陸,并“使出渾身解數”采集月壤,實現我國首次月面自動采樣。
裴照宇表示,來自中國航天科技集團五院的設計師們采用表鉆結合、多點采樣的方式,設計了兩種“挖土”模式:鉆取和表取。
當著陸上升組合體軟著陸在月球表面,嫦娥“五姑娘”就開始了為期2天的月面工作。
“五姑娘”隨身攜帶的鉆取采樣裝置、表取采樣裝置、表取初級封裝裝置和密封封裝裝置等“神器”,將采取深鉆、淺鉆,以及“鏟土”“挖土”“夾土”等方式,采集約2公斤月壤,并進行密封封裝。
這之后,“五姑娘”再經月面起飛、月球軌道交會對接、月地轉移和再入回收等過程,將月球樣品安全送至地球家園。
完成月面工作后,“五姑娘”就要踏上“回娘家”的旅程了。
萬事開頭難,想回娘家可不容易,第一步能否“邁好”至關重要。這就是涉及到突破我國航天史上的另一個“首次”——月面起飛上升。
完成月壤采樣封裝后,“五姑娘”的上升器,要準備月面點火起飛,這是一個高難度科目。
人們對于火箭的點火起飛較為熟悉,那是有一套完備的發(fā)射塔架系統的,點火起飛位置也經過精確測算,飛行軌道同樣是一遍遍計算好的。
相應地,月面起飛就有所不同了,它沒有一馬平川的起飛地,更沒有成熟完備的發(fā)射塔架,著陸器就相當于上升器的發(fā)射塔架,托舉“五姑娘”回家。
阮劍華說,月球表面環(huán)境復雜,著陸器不一定是四平八穩(wěn)的狀態(tài),很有可能落在斜坡上或者凸起、下凹等不同的地形上。這就給起飛帶來很大的難度。
此外,“五姑娘”還要克服地月環(huán)境差異、發(fā)動機羽流導流空間受限等難題。月面起飛時,“五姑娘”還無法像運載火箭一樣“在地面發(fā)射前由地面人員完成測調和確認”,而必須依靠航天器“自力更生”,實現起飛時自主定位、定姿。
阮劍華說,為了確保“五姑娘”上升器能夠順利起飛上升,中國航天科技集團五院嫦娥研制團隊進行了大量的試驗驗證,并建立了一整套環(huán)環(huán)相扣的系統保證任務,為嫦娥五號勝利邁出回家一步保駕護航。