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石豪| 嫦娥五号:你们吹牛,我当真了……
【文/观察者网专栏作者 石豪】
北京时间2020年12月17日1时59分,嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗着陆场安全着陆,这标志着探月工程嫦娥五号任务取得圆满成功。
16年,中国探月工程“绕、落、回”三步走圆满完成。
44年,世界终于再次获得了来自月球的珍贵样品。
关键技术,都成熟了
从地球到月球表面,再从月球表面安全返回,总共分几步?
首先是“地球发射”,要用强大的运载火箭从地球表面进行发射,将探测器送入地月转移轨道。
然后是“月球捕获”,探测器要进行机动,被月球引力圈捕获,环绕月球飞行。
接下来是“月球下降”,探测器的着陆器要自主下降,自主避障,安全平稳地在月球表面降落。
降落后,探测器就开始在月表执行预定任务,就嫦娥五号而言,“月表任务”是对月球进行钻探和表面取样,并妥善封装。
月表任务执行完毕后,就是关键的“月面上升”阶段,探测器的上升器要从月表起飞,将封装好的月球样本送入环月轨道。
嫦娥五号上升器自月球表面起飞 | 图片来源:中国航天科技集团
上升器进入环月轨道后,就是惊险的“月球轨道交会对接”,上升器要在遥远的月球低轨,与探测器的轨道返回组合体进行交会对接,将月球样本容器移交返回器保管。为确保不留下太空垃圾,威胁未来月球探测任务,上升器主动脱离轨返组合体,受控降落到月球表面。
嫦娥五号上升器与轨返组合体交会对接 | 图片来源:中国航天科技集团
月球样本的回家之路也不平凡,要先进行“月地转移”,探测器通过自身动力进入月地转移轨道,奔向地球。
最后是“地球再入”,怀揣月球样本的返回器以11千米/秒的高速进入大气层。由于月球返回器速度极高(接近第二宇宙速度),必须采用“打水漂”式的跳跃返回轨道,返回器第一次进入大气层后在距离地面60千米处利用自身气动升力弹回太空,再第二次进入大气层并最终着陆。这样可以最大限度利用稀薄大气进行减速,减少返回器所受的过载和温度。
嫦娥五号半弹道跳跃式再入返回 | 图片来源:中国空间技术研究院
在中国的探月路线图中,这些关键步骤是一步步实现的:
2007年发射的嫦娥一号,实现了“地球发射”、“月球捕获”,是为探月三步走中的“绕”。
嫦娥一号轨道 | 图片来源:国防科工局
2013年发射的嫦娥三号,在“绕”的基础上,实现了“月球下降”,首次执行了“月表任务”,是为三步走中的“落”。
嫦娥三号探测器与玉兔号月球车 | 图片来源:国防科工局
2014年发射的嫦娥五号T1探测器,则首次验证了“月地转移”和“地球再入”,为嫦娥五号成功打下了坚实基础。
嫦娥五号T1探测器 | 图片来源:中国航天科技集团
因此,当嫦娥五号成功实现了“月面上升”和“月球轨道交会对接”,一切就显得那么水到渠成。
探月三步走中的“回”,终于圆满完成,无人往返月球的全部技术,载人往返月球的全流程关键技术,我们用了16年的时间完全掌握。
可以自豪地说,月球的大门终于对中国完全敞开。
这是中国航天技术跨越的里程碑。
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本文仅代表作者个人观点。
- 责任编辑: 吴立群 
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