經過約38萬公里、一周左右的地月轉移、近月制動、環月飛行之旅,12月1日晚間,嫦娥五號探測器穩穩降落在月球正面風暴洋北部呂姆克山、夏普月溪附近。這是中國探測器第三次在月球表面成功軟著陸,也是人類探測器首次踏足月球上的這一區域。無論是嫦娥五號成功落月,還是即將開展的科學探測及自主采樣返回等任務,都看點多多、令人期待。
險!600公里外“全自主跳傘”
在距月面1.5公里時,嫦娥五號利用光學成像敏感器進行粗避障,剔除大型障礙物;距月面僅百米時,嫦娥五號上的備用激光三維成像敏感器進行精確避障,精準識別選好落點。
一邊下降一邊避障,待嫦娥五號飛到選定著陸點后,一個側身開始垂直下降,并在距離月面較近時關閉發動機、自由落體……
著陸腿緩沖著陸!至此,嫦娥五號完美落月!
主動減速、快速調整、迅速接近、精準選點、穩步著陸……整個落月過程,一系列復雜精細的動作都由嫦娥五號自主完成,猶如一位在月球凌空漫步的裊裊仙子,婀娜多姿。
“嫦娥五號任務的落月和近月制動一樣,都是只有一次機會,必須一次成功。可以說,落月的過程就是邊飛行邊找尋落點,在15分鐘內,完成約600公里外的全程自主跳傘。”中國航天科技集團五院嫦娥五號探測器系統副總設計師彭兢說。
著陸后,在地面測控方和空間應用科學任務支持下,嫦娥五號依次完成狀態檢查、預備工作狀態設置、著陸區成像等任務……
為了實現“選址正確,落得準確”,嫦娥五號采用了中國航天科技集團五院502所已經在嫦娥三號和四號上應用的“粗精接力避障”的方式,即在502所研制的制導導航與控制(GNC)系統的指揮下,將“粗避障”與“精避障”相結合,讓嫦娥五號穩穩地降落。
穩!嫦娥五號“大腿”顯身手
落月的關鍵在于“平穩”二字。嫦娥五號落月時,撞擊月面會形成較大的沖擊,必須設計相應的著陸緩沖系統,吸收著陸的沖擊,保證探測器不翻倒、不陷落,這是落月的技術難題之一。而著陸緩沖機構,通俗地說就是嫦娥五號的“腿”。
這四條緩沖、支撐一體化的“腿”可不一般,它們是嫦娥五號機構分系統團隊精心設計、巧手研制,更擁有嫦娥三號、嫦娥四號的完美基因。
據介紹,著陸緩沖機構具有完全自主知識產權的“偏置收攏、自我壓緊”式方案,保證了收攏簡單、展開可靠,解決了著陸緩沖、著陸穩定性等多方面的問題。
與嫦娥三號的著陸緩沖設計方案相比,由于任務難度增加,嫦娥五號任務的著陸緩沖能力要求提高了30%,但機構重量指標卻減少了5%,這為研制團隊帶來了不小的難題。
面臨減重的難關,研制團隊反復迭代,每次修改完設計,討論時一旦發現新的減重突破口,又毫不猶豫地再次推翻設計、繼續修改,最終達到了設計指標,確保了嫦娥五號穩定可靠地完成與月球的親密“擁抱”。
準!落月點仍屬月球探測“處女地”
此次嫦娥五號的月球著陸區域名叫“風暴洋”,周圍有1300米高的火山群,環境之險峻名副其實,讓嫦娥五號此行更加充滿探險的意味。隨著嫦娥五號的造訪,月球風暴洋舉世聞名。
科學家們認為,著陸在此是十分明智的選擇。從地球上看起來,這里更像是廣闊、黑暗的熔巖平原。
過去,這里還從未有過任何人類探測器到訪過的足跡。
為何選擇在這里?雖然這里和嫦娥三號在月球虹灣著陸點的緯度基本相當,但根據目前研究成果,這塊區域形成的地質年代較短,約37億年。中科院國家天文臺專家表示,此次嫦娥五號有望獲取最年輕的月球返回樣品,在月球火山活動和演化歷史研究等方面取得原創性的科學成果。
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