嫦娥五号首次月球轨道成功对接!对接过程难点首次呈现

嫦娥五号是如何成功实现太空“接吻”的?

嫦娥五号的任务是中国航天史上最复杂的任务之一,也是40多年来世界上第一次月球取样任务。

嫦娥五号探测器由轨道飞行器、着陆器、升空器和返回器组成,于11月24日发射升空,其着陆器和升空器组合体于12月1日在月球近侧的Procellarum Ocelanus Mons Rumker(也称风暴海洋)北部着陆。

嫦娥五号首次月球轨道成功对接!对接过程难点首次呈现

近日,嫦娥五号进行月球样本收集并密封后,升天器于12月3日从月球表面起飞。下一步,返回者将与升天者分离,等待合适的时机开始返回地球的旅程。今日,在将2公斤月球样本带回地球的11个步骤中,中国嫦娥五号月球探测器的登月器已经与轨道飞行器舱对接,并准备返回。

说到此次嫦娥五号“接吻”成功的细节,其过程相当复杂,原来太空对接与日本动画中的对接方式完全不同,在日本动画中,机器人通常会加速并冲进动作中,甚至会发出响亮、金属沉闷的声音。实际上,对接过程非常平缓,实现的加速度只有火箭的千分之一。

嫦娥五号首次月球轨道成功对接!对接过程难点首次呈现

如果发出巨大的咯咯声,可能意味着有东西坏了。更重要的是,你不能真正听到声音,因为声音一般不能在真空中传播。总之,这是一个极其精确的工作。

那么这两个部分是如何在太空中“接吻”的?对接完成后不久,其实这涉及到多项太空技术难点。

加速度测量系统

学过物理的都知道,加速度描述了速度的变化。当火箭被点燃时,它的加速度激增。但当上升者以静止速度在太空中运行时,加速度为零。而用来测量加速度的工具叫做加速计,它也存在于我们的智能手机中,用来检测运动和方向——是的,“自动旋转”功能。

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嫦娥五号上使用的加速计和它的前辈们基本相同,只是有一个重要的区别:在升天器执行诸如从月球上升空这样的大动作时,为了减少撞击,增加了许多防撞垫。这些阻尼器安装在许多地方,有点像我们贴在家具上的墙角垫子,我国科研人员必须把它们放在正确的位置,这样加速计在受到撞击后不会旋转的太过分,我国科研人员花了两个多月的时间做实验,找到了最佳地点。测试结果很好,因为它们可以将旋转限制在一个弧秒以下——小于0.0003度。

微波雷达

说起微波,大多数人可能会想象到微波炉,其实不是我们家用的微波炉。在对接过程中使用的雷达碰巧利用了与家用微波炉相同的辐射。我们知道雷达是上升轨道器对的眼睛,用来互相“看”,它们是嫦娥五号任务中使用的四项关键技术之一。一套雷达由微波发射器和接收器组成。一个安装在升天器上,另一个安装在轨道器上。我国科学家曾在地球上做过对接,但是嫦娥号的任务要困难得多,因为它发生在离地球很远的地方,像北斗和全球定位系统这样的卫星导航在这样的距离上是行不通的,所以雷达是唯一可以依赖的。此外,雷达还被用作数据传输设备,就像我们在家里使用的WiFi一样。为了确保雷达正常工作,我国的工程师们进行了15次模拟,并考虑到月球尘埃的干扰。最终才成功克服了这个难题。

嫦娥五号首次月球轨道成功对接!对接过程难点首次呈现

中国国家航天局(CNSA)宣布,中国嫦娥五号探测器升空器于北京时间周日凌晨5点42分在月球轨道与轨道返回器组合体成功交会对接。这是中国航天器首次在月球轨道上进行交会对接,这也是人类首次在月球轨道自动交会上做出的努力,目前在月球上采集到的重约2公斤的样本已经从登月舱转移到返回舱。


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页面更新:2024-04-24

标签:嫦娥   月球   轨道   组合   飞行器   加速度   探测器   微波炉   难点   样本   中国   微波   太空   地球   声音

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