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“嫦娥”攜“玉兔”登月圓千年夢想

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2013-12-15 08:59  瀏覽次數(shù):25

有分工有合作,還互拍
 

嫦娥三號著陸器:在月面著陸區(qū)進行就位探測。

“玉兔”號月球車:在月面“走”起來進行巡視探測。

合作:兩器將進行互拍,共同完成月表形貌與地質(zhì)構造調(diào)查;月表物質(zhì)成分和可利用資源調(diào)查;地球等離子體層探測和月基光學天文觀測。

?昨天晚上9點14分左右,嫦娥三號月球探測器平穩(wěn)降落在月球虹灣,并在4分鐘后展開太陽能電池帆板。這是中國航天器第一次在地外天體成功軟著陸,中國成為繼美國 、前蘇聯(lián)之后第三個實現(xiàn)月面軟著陸的國家。同時,中國也因此成為世界航天史上唯一在月球上一次性成功著陸的國家。前蘇聯(lián)直到第12次嘗試才首獲成功,美國也在品嘗了3次失敗苦果后方平安著陸。

成功著陸之后,嫦娥三號立即進入月面工作時間。在著陸8個小時左右后,月球車“玉兔”將緩步走下著陸器,和著陸器互拍“靚照”,并開始月面巡視探測。

穿越黑色720秒堪稱完美

嫦娥三號完全依靠自主能力,從15公里高空穩(wěn)降在月球虹灣預定區(qū)域

據(jù)央視直播,在嫦娥三號著陸的過程中,北京飛控大廳的大屏幕上,實時顯示嫦娥三號的三維模擬圖像。根據(jù)專家介紹,這些模擬信號是由遙測信號實時驅動,因此能準確顯示嫦娥三號在月球上空著陸的全過程。在著陸最后的720秒里,嫦娥三號完全依靠自主能力,從15公里高空穩(wěn)穩(wěn)地降落在月球虹灣的預定區(qū)域。這一過程,地面無法干預,但嫦娥三號的落地表現(xiàn),堪稱完美。

昨晚8點53分,嫦娥三號在地面人員控制下收起一對“翅膀”—太陽能帆板,避免遭受沖擊折斷雙翼;落月之后再重復展開,吸收陽光為著陸器和“玉兔”充電。這兩塊太陽能電池帆板還將充當著陸器的“遮陽傘”,當月午溫度過高時,太陽翼將輕輕立起來為著陸器遮陽。

9點12分,嫦娥三號在7500牛反推力發(fā)動機的作用下,將速度降低到零,在距離月面100米處實現(xiàn)懸停。在懸停的25秒中,嫦娥三號利用腹部的敏感器對著陸區(qū)進行觀測,以避開障礙物,選擇最利于著陸的平坦月面。在此過程中,降落相機以每秒10張的速度拍攝月球表面,并將其中的10張照片傳送回地球。

9點14分,在選定著陸地點后,嫦娥三號平穩(wěn)落月。著陸過程的最后數(shù)米中,嫦娥三號關閉反推發(fā)動機,自由落體,利用四條具有緩沖功能的“大腿”穩(wěn)穩(wěn)降落在月球上。

7500牛變推力發(fā)動機立功

為我國首次應用于航天器,沒有備份,存在很大風險

月球上沒有大氣,不能依靠空氣摩擦減速,因此降落傘以及傳統(tǒng)火箭發(fā)動機和推進系統(tǒng)都不適用。此次嫦娥三號能夠如此完美降落在月球,7500牛變推力發(fā)動機功不可沒。這也是我國探月工程乃至整個航天事業(yè)中首次使用可變推力發(fā)動機。

據(jù)火箭發(fā)動機專家、中國航天科技集團公司第六研究院院長譚永華介紹,嫦娥三號在飛行過程中由于推進劑的消耗,探測器的重量會逐漸減少,所以推力也會往下調(diào)??勺兺屏κ侵赴l(fā)動機能夠產(chǎn)生從1500牛到7500牛的可調(diào)節(jié)推力,從而對嫦娥三號的著陸過程實現(xiàn)精準控制。“這是我國首次將變推力發(fā)動機應用于航天器。變推力發(fā)動機沒有備份,又是首次使用,因此存在很大風險。”嫦娥三號探測器系統(tǒng)首席科學家葉培建院士說。

在嫦娥三號成功著陸之后,這臺7500牛的可變推力發(fā)動機就完成了其歷史使命。航天六院副院長劉志讓介紹說,和嫦娥一號、二號相比,嫦娥三號的推進分系統(tǒng)是一個全新的動力系統(tǒng),除了1臺7500牛可變推力發(fā)動機外,還包括若干臺姿控發(fā)動機組成。7500牛變推力發(fā)動機從地月轉移階段即開始工作。12月6日,它成功點火,幫助嫦娥三號完成“太空剎車”,從而被月球“捕獲”,進入環(huán)月軌道。“嫦娥三號上的這臺7500牛變推力發(fā)動機,是我國目前推力變化范圍最大的發(fā)動機。從2008年開始研制,先后完成了發(fā)動機論證、設計、鑒定試驗、工藝技術攻關、熱試車,性能達到國際先進水平。”

四條“大腿”助平穩(wěn)落月

著陸腿能承受沖擊和壓力,輕巧,能保證儀器設備安全

在嫦娥三號降落的最后數(shù)米,為避免掀起過多的月塵,嫦娥三號關閉了反推發(fā)動機,采用自由落體的方式降落。在這一過程中,如何減緩自身1噸體重帶來的沖擊力,是嫦娥三號面臨的一大難關。

為此,嫦娥三號探測器上使用了一個著陸緩沖分系統(tǒng),也就是嫦娥三號的4條“大腿”,嫦娥三號也因此成為我國第一個有“腿”的航天器。

???? 據(jù)專家介紹,美國和前蘇聯(lián)航天器的地外軟著陸方式主要有三種:一種是氣囊彈跳式,但這種方式難以滿足嫦娥三號探測器重量的要求;另一種是空中吊車式,但控制起來很復雜;因此嫦娥三號選擇了第三種,也就是“緩沖腿式”著陸,這有點類似于汽車中的減震機構。

???? 探測器系統(tǒng)著陸器著陸緩沖分系統(tǒng)主任設計師楊建中介紹說,著陸緩沖機構主要用于緩沖著陸器的沖擊能量,俗稱著陸腿。著陸腿具有“強、輕、柔、穩(wěn)、多、新、全、難”的特點。著陸腿不僅有強度承受沖擊和壓力,自身輕巧,著陸方式柔和、姿態(tài)穩(wěn)定,能保證儀器設備安全。另外,著陸腿還有收攏、展開、支撐的功能,觸月時還能發(fā)來信號。而作為具有中國特色的新型著陸腿,在實現(xiàn)了技術跨越和團隊建設的雙豐收的同時,也經(jīng)歷了艱難的開發(fā)研制過程。

 

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