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她带着月球“特产”回家了! 嫦娥五号月球采样返回任务圆满完成

2020-12-17新闻3

东方网记者解敏12月17日报道:北京时间12月17日1时59分,携带珍贵月壤的嫦娥五号顺利结束“太空之旅”,在内蒙古中部草原的四子王旗着陆场成功着陆。这标志着我国首次月球采样返回任务圆满完成!按计划,回收后的嫦娥五号返回器在完成必要的地面处理工作后将空运至北京开舱,取出样品容器及搭载物。

“打水漂”式再入 “五姑娘”回家有多难

此次嫦娥五号返回器采用的是半弹道跳跃式,也就是俗称的“打水漂”方式返回。返回器在远离着陆区的位置再入大气层,由于接近了第二宇宙速度(约11.2公里/每秒),在一定高度区域,与地面的通信联络会中断,这个中断联络的区域就是黑障区。

返回器在黑障区会在稠密大气的阻滞下弹跳起来,被上层大气“弹”回太空,随后再次进入大气层正常着陆。 在“黑障区”的这一跳至关重要,如果跳不起来,返回器就会摔得粉碎,如果跳过了,嫦娥可能会逃离大气层,无法二次进入。

部署在印度洋任务海域的远望3号船通过海上测控技术为嫦娥的关键一跳“牵线搭桥”,这一过程好比用肉眼通过望远镜寻找天空中高速飞行的流星,要在3分钟的时间里,通过遥测、外测、光学测量等任务为捕捉到嫦娥五号,并为它引路,辅助它做好回家前最后的准备。

再入大气层速度快,捕获难度大,测控系统能否精准跟踪直接关系到搜索分队能否准确找到返回器。据了解,着陆场区周边设置了5个测控站点,雷达站点可以在嫦娥五号返回的过程中为位于北京的控制中心提供精确的数据判读,从而北京可以计算出更准确的落点预报。

嫦娥五号返回的着陆地四子王旗着陆场位于内蒙古中部的阿古木郎大草原,总面积25513平方公里。曾经鲜为人知的内蒙古四子王旗,最早因为神舟飞船的到来而变得家喻户晓,从神舟一号到神舟十一号,从实践十号到嫦娥五号,这片广袤的草原见证了中国航天事业的快速发展。

嫦娥五号带回来的“月球特产”到底有多重要

嫦娥五号是自1976年前苏联发射的无人探测器“Luna 24号”以后44年来首次成功实现月球采样返回。在月球上,月壤虽然是唾手可得,但是对地球人来说却蕴藏着巨大的科学价值。月壤是月球经受小天体陨石长久持续撞击的结果。研究月壤,将有利于人类加深对月球本身的了解,深化对月壤、月壳和月球形成演化的认识,进一步了解月球的状态、温度、物质含量等重要信息。

嫦娥五号着陆的区域在靠近月球最大的月海风暴洋北端的吕姆克山脉的东侧,是其他国家的探测器从未到达过的处女地。这里被认为是13亿~19亿年前溶岩喷发形成的。而此前阿波罗计划带回的月球岩石大部分是35亿年前的岩石。通过分析“嫦娥”带回的新时期形成的岩石,将可以得知其成分和年代,对于研究月球活动等课题起到关键作用。

回顾嫦娥五号任务重要的11步

此次嫦娥五号探月任务,创造和实现了5个“中国首次”:地外天体的采样与封装、地外天体的起飞、月球轨道交会对接、携带样品高速地球再入、样品的存储、分析和研究。从出发到返回,共经历了11个重要阶段,最后让我们一起再来回顾一下这段激动人心的旅程。

【发射入轨阶段】

11月24日4时30分,我国在中国文昌航天发射场,用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器,火箭飞行约2200秒后,顺利将探测器送入预定轨道,开启我国首次地外天体采样返回之旅。

【地月转移阶段】

11月24日22时06分,嫦娥五号顺利完成第一次轨道修正

11月25日22时06分,嫦娥五号两台150N发动机工作约6秒钟,顺利完成第二次轨道修正。

【近月制动阶段】

11月28日20时58分,嫦娥五号成功实施“刹车”制动顺利进入环月轨道飞行

11月29日20时23分,探测器在近月点再次“刹车”,从椭圆环月轨道变为近圆形环月轨道。

【环月飞行阶段】

11月30日4时40分,在科技人员精确控制下,嫦娥五号探测器组合体顺利分离。

【着陆下降阶段】

12月1日23时11分,嫦娥五号成功着陆在月球正面预选着陆区,成为我国第三个成功实施月面软着陆的探测器。

【月面采样阶段】

12月2日22时,嫦娥五号顺利完成月球表面自动采样,并将样品封装保存在上升器携带的贮存装置中。

【月面上升阶段】

12月3日23时10分,嫦娥五号上升器成功将携带样品的上升器送入到预定环月轨道。我国首次实现地外天体起飞。

【交会对接与样品转移阶段】

12月6日5时42分,嫦娥五号上升器成功与轨道器和返回器组合体交会对接,并于6时12分将样品容器安全转移至返回器中。实现我国首次月球轨道交会对接。

【环月等待阶段】

12月6日12时35分,轨道器和返回器组合体与上升器成功分离,进入环月等待阶段,准备择机返回地球;

【月地转移阶段】

12月12日9时54分,轨道器和返回器组合体经历了约6天的环月等待,实施了第一次月地转移入射;

12月13日9时51分,轨道器和返回器组合体实施第二次月地转移入射;

12月14日11时13分,嫦娥五号探测器完成第一次月地转移轨道修正;

12月16日9时15分,嫦娥五号探测器完成第二次月地转移轨道修正。

【再入回收阶段】

嫦娥五号的返回器与轨道器分离后,轨道器进行规避机动,返回器经历惯性滑行后寻找适合节点实现地球大气再入,在这个过程中,返回器首先以接近第二宇宙速度再入地球大气,通过半弹道跳跃返回的方式完成大气减速,在距离地面约10km处,撑开降落伞,安安稳稳地降落到预订地点。

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