焦點(diǎn)訪談:嫦娥五號(hào)此次探月任務(wù)有多復(fù)雜?帶你一看究竟
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央視網(wǎng)消息(焦點(diǎn)訪談):11月24日凌晨4點(diǎn)30分,長征五號(hào)遙五運(yùn)載火箭在海南文昌航天發(fā)射場點(diǎn)火升空。這次嫦娥五號(hào)探月任務(wù)是我國航天探月工程三步走“繞、落、回”的最后一步,嫦娥五號(hào)將采集月球上的月壤樣本返回地球,任務(wù)環(huán)節(jié)多,技術(shù)動(dòng)作復(fù)雜,稱得上是對中國航天深空探測能力的一次大考。為了這場考試,中國航天人已經(jīng)準(zhǔn)備了10年。
11月24日凌晨4點(diǎn)30分,長征五號(hào)遙五運(yùn)載火箭從文昌航天發(fā)射場點(diǎn)火升空,飛行2000多秒后,順利將嫦娥五號(hào)探測器送入預(yù)定軌道,現(xiàn)在它已經(jīng)在奔往月球的途中。精準(zhǔn)的發(fā)射為嫦娥五號(hào)完成任務(wù)邁出了堅(jiān)實(shí)的第一步,而發(fā)射前的所有準(zhǔn)備都是成功的前提,記者記錄下了順利發(fā)射之前的關(guān)鍵時(shí)刻。
11月22日22時(shí)30分,距離嫦娥五號(hào)發(fā)射還有30小時(shí),海南文昌航天發(fā)射場發(fā)射指揮中心4樓指控大廳燈火通明,火箭發(fā)射前最重要的工作之一——推進(jìn)劑加注開始了。
在已經(jīng)完成的探月工程前兩步中,將前四個(gè)嫦娥探測器送往月球的還不是這枚被稱作“胖五”的長征五號(hào)火箭。
航天科技集團(tuán)一院運(yùn)載火箭專家、中國工程院院士龍樂豪說:“嫦娥一號(hào)、二號(hào)、三號(hào),包括四號(hào)都是用長征三號(hào)甲二系列發(fā)射的。但是要托舉嫦娥五號(hào),把它送到上太空,送上月球去,力度還不夠,還差點(diǎn)勁,所以就要搞一個(gè)更加先進(jìn)的長征五號(hào)。長征五號(hào)之所以誕生,跟這個(gè)很有關(guān)系?!?/p>
龍樂豪是中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院運(yùn)載火箭系列總設(shè)計(jì)師,國家月球探測工程副總設(shè)計(jì)師,他親眼見證了此前所有嫦娥探測器由他主持研發(fā)的火箭順利發(fā)射升空。今年82歲的他已經(jīng)退居二線,但這次仍然來到了發(fā)射第一線。
龍樂豪說:“這次執(zhí)行的任務(wù)應(yīng)該是在3年以前的,原因是什么呢?原因是長征五號(hào)第二發(fā)飛行試驗(yàn)的時(shí)候失敗了。失敗以后,設(shè)計(jì)師隊(duì)伍經(jīng)過908天日日夜夜的奮斗終于把失敗的原因找著了。為什么我這次一定來?因?yàn)閺逆隙鸸こ塘㈨?xiàng)到今天有17個(gè)年頭了,從探月工程來講,‘繞’我們開頭了,‘落’是中間的,‘回’是取樣返回,這次是最后一戰(zhàn)?!?/p>
11月23日13時(shí)30分,距離發(fā)射還有15個(gè)小時(shí),嫦娥五號(hào)探測器系統(tǒng)開始加電。在這之前,探測器已經(jīng)被包裹在了火箭的整流罩里,安裝在火箭頂端。加電程序就是在發(fā)射前把它喚醒,準(zhǔn)備登月之旅?! ?/p>
體重8.2噸、身高超過7米,這次要登月的嫦娥五號(hào)探測器是個(gè)不折不扣的大塊頭,它不僅是目前我國航天探測器中最重的一個(gè),也是系統(tǒng)最復(fù)雜的一個(gè)。
航天科技集團(tuán)五院、嫦娥五號(hào)探測器副總設(shè)計(jì)師彭兢說:“這個(gè)探測器四部分,從下往上,從跟火箭對接的部分開始算,分別是軌道器,上面一點(diǎn)在軌道器肚子里面有一個(gè)返回器,然后是著陸器,最頂上是上升器?!?/p>
一次探測任務(wù)需要四個(gè)探測器來完成,這是因?yàn)殒隙鹞逄?hào)的主要任務(wù)是要從月球表面采集月壤樣本,然后再帶回地球。這一來一回,并不是直接往返那么簡單。
根據(jù)任務(wù)計(jì)劃,火箭把嫦娥五號(hào)送入地月轉(zhuǎn)移軌道后,嫦娥五號(hào)將脫離地球的引力,開始飛往月球,在經(jīng)歷多次變軌后,到達(dá)月球軌道。此后,探測器將兩兩分離,著陸器和上升器在合適的時(shí)機(jī)著陸月球表面,進(jìn)行月面的采樣和封裝。完成這一步驟后著陸器將留在月面,只有上升器攜帶采集的樣本從月面上升,再次來到月球軌道,和此前一直在繞月飛行的軌道器和返回器交會(huì)對接,把采集的樣品從上升器轉(zhuǎn)移到返回器內(nèi)后,軌道器攜帶返回器啟程返航。在進(jìn)入地球軌道后,返回器和軌道器分離,獨(dú)自返回地球。整個(gè)任務(wù)預(yù)計(jì)需要23天左右。
負(fù)責(zé)抓總研制嫦娥五號(hào)探測器的航天科技集團(tuán)五院是我國許多航天器的誕生地,從東方紅一號(hào)到北斗衛(wèi)星,再到載人飛船、空間站,嫦娥五號(hào)成功發(fā)射后將是五院抓總研制并順利升空的第300個(gè)航天器。為了完成如此復(fù)雜的任務(wù),此次嫦娥五號(hào)探測器是站在此前所有航天器肩膀上的集大成者。
11月23日18時(shí)30分,離發(fā)射還有10個(gè)小時(shí),長征五號(hào)遙五火箭開始加注液氧推進(jìn)劑,火箭發(fā)射的前期工作進(jìn)入倒計(jì)時(shí)狀態(tài)。這是我國第二次在海南文昌低緯度的航天發(fā)射場發(fā)射深空探測器,但是和上一次發(fā)射火星探測器“天問一號(hào)”時(shí)有連續(xù)14天的發(fā)射窗口相比,這一次探月之旅對發(fā)射時(shí)間的要求要苛刻得多?! ?/p>
航天科技集團(tuán)一院長征五號(hào)火箭總體主任設(shè)計(jì)師、長征五號(hào)遙五火箭發(fā)射01指揮員黃兵說:“探月任務(wù)涉及到地球和月球之間相對的關(guān)系,實(shí)際上,整個(gè)2020年也就只有3天具備這樣的條件,包括發(fā)射所在的位置,可能都決定了24日凌晨4點(diǎn)半把重達(dá)8噸多的探測器打出去是最合適的時(shí)機(jī)?!?/p>
從發(fā)射開始,對時(shí)間控制的嚴(yán)格要求貫穿了此次嫦娥五號(hào)任務(wù)的始終。
彭兢說:“這個(gè)任務(wù)最復(fù)雜的地方就在于每一個(gè)環(huán)節(jié)都必須在前一個(gè)環(huán)節(jié)沒有差錯(cuò)的基礎(chǔ)上才能往下走,一旦出現(xiàn)了差錯(cuò),可能剛開始只是幾秒鐘的差別,或者幾分鐘的差別,到一定程度,或者說其它一些條件變化之后,可能整個(gè)任務(wù)都沒辦法繼續(xù)了?!?/p>
在如此嚴(yán)格的時(shí)間要求下,即使是此次任務(wù)最核心的月面采樣環(huán)節(jié)也只有兩天左右的時(shí)間來完成。不管最后采集了多少月壤,上升器必須在計(jì)劃的時(shí)間內(nèi)上升,和一直在繞月飛行的軌道器對接,才能讓采集的樣品順利搭上回到地球的“班車”。
作為探月三期工程中最核心的一個(gè)任務(wù),也是此前中國航天探測器從未在實(shí)踐中試驗(yàn)過的一個(gè)環(huán)節(jié),如何在月球采集到盡可能多的月壤樣本并且封裝好,是嫦娥五號(hào)研制的重點(diǎn)。早在論證階段,專家們就決定采取兩種取樣方式?! ?/p>
彭兢說:“一種是鉆取,一種是表取。具體來講,鉆取就是鉆到月球表面兩米深以下,同時(shí)在這個(gè)過程中獲取不同月球表面到月表以下不同深度的月壤。表取就是從月球表面去鏟土。”
此前,全世界除了美國利用載人登月靠航天員帶回月壤樣本外,只有前蘇聯(lián)利用無人探測器成功從月球鉆取帶回過月壤,但無人探測器帶回的月壤重量只有300多克,此次嫦娥五號(hào)預(yù)定的目標(biāo)是要帶回2公斤左右的月壤。為了應(yīng)對可能出現(xiàn)的情況,利用一次機(jī)會(huì)盡可能多帶回一些樣本,設(shè)計(jì)師和研究人員做了大量的準(zhǔn)備。
航天科技集團(tuán)五院研究員賴小明說:“采樣是自主的過程,像機(jī)器人自己給程序自己往下走那個(gè)過程,這個(gè)規(guī)程非常重要,也是通過地面一系列試驗(yàn)去適應(yīng)在月面上的一些情況,這個(gè)試驗(yàn)得有五六百次之多?!薄 ?/p>
為了更好地保證任務(wù)能準(zhǔn)時(shí)完成,在研制過程中,航天工作者不斷升級嫦娥五號(hào)的自主性,讓嫦娥五號(hào)成為最有頭腦的探測器,包括落月、采樣、上升等各個(gè)關(guān)鍵動(dòng)作,都由探測器自主來完成。
中國航天科技集團(tuán)八院、嫦娥五號(hào)副總設(shè)計(jì)師查學(xué)雷說:“交會(huì)對接,會(huì)花不到1秒的時(shí)間就會(huì)牢牢地把對面的線抓在一個(gè)范圍內(nèi)。在一個(gè)范圍內(nèi)以后,再不斷地進(jìn)行校正,然后把它縮減?,F(xiàn)在理論上,只要21秒就能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)飛行器從抓捕到最后鎖緊建立連接這樣一個(gè)過程?!?/p>
11月24日4時(shí)27分,離火箭發(fā)射只剩下最后三分鐘,火箭發(fā)射前液氫和液氧推進(jìn)劑已經(jīng)加注完畢。嫦娥五號(hào)探測器十年磨一器,等待的就是這出征的一刻,為中國航天工程再創(chuàng)下新的紀(jì)錄。
11月24日4時(shí)30分,長征五號(hào)遙五運(yùn)載火箭點(diǎn)火升空。
嫦娥五號(hào)奔向了月球,第一步已經(jīng)成功邁出。在接下來的23天里,它將按照事先準(zhǔn)備的一個(gè)個(gè)指令,在太空中挑戰(zhàn)一個(gè)個(gè)高難度動(dòng)作,而地面上的航天人也將面臨一個(gè)又一個(gè)考驗(yàn)。奔月是古老的神話,也是中國人的千年夢想。青天明月,將留下嫦娥的足跡,也將見證中國航天能力的進(jìn)步。我們預(yù)祝嫦娥五號(hào)一切順利,也期待它為我們帶回來自月球的驚喜。