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“嫦娥”携“玉兔”登月圆千年梦想

放大字体  缩小字体 发布日期:2013-12-15  浏览次数:0

有分工有合作,还互拍
 

嫦娥三号着陆器:在月面着陆区进行就位探测。

“玉兔”号月球车:在月面“走”起来进行巡视探测。

合作:两器将进行互拍,共同完成月表形貌与地质构造调查;月表物质成分和可利用资源调查;地球等离子体层探测和月基光学天文观测。

 昨天晚上9点14分左右,嫦娥三号月球探测器平稳降落在月球虹湾,并在4分钟后展开太阳能电池帆板。这是中国航天器第一次在地外天体成功软着陆,中国成为继美国 、前苏联之后第三个实现月面软着陆的国家。同时,中国也因此成为世界航天史上唯一在月球上一次性成功着陆的国家。前苏联直到第12次尝试才首获成功,美国也在品尝了3次失败苦果后方平安着陆。

成功着陆之后,嫦娥三号立即进入月面工作时间。在着陆8个小时左右后,月球车“玉兔”将缓步走下着陆器,和着陆器互拍“靓照”,并开始月面巡视探测。

穿越黑色720秒堪称完美

嫦娥三号完全依靠自主能力,从15公里高空稳降在月球虹湾预定区域

据央视直播,在嫦娥三号着陆的过程中,北京飞控大厅的大屏幕上,实时显示嫦娥三号的三维模拟图像。根据专家介绍,这些模拟信号是由遥测信号实时驱动,因此能准确显示嫦娥三号在月球上空着陆的全过程。在着陆最后的720秒里,嫦娥三号完全依靠自主能力,从15公里高空稳稳地降落在月球虹湾的预定区域。这一过程,地面无法干预,但嫦娥三号的落地表现,堪称完美。

昨晚8点53分,嫦娥三号在地面人员控制下收起一对“翅膀”—太阳能帆板,避免遭受冲击折断双翼;落月之后再重复展开,吸收阳光为着陆器和“玉兔”充电。这两块太阳能电池帆板还将充当着陆器的“遮阳伞”,当月午温度过高时,太阳翼将轻轻立起来为着陆器遮阳。

9点12分,嫦娥三号在7500牛反推力发动机的作用下,将速度降低到零,在距离月面100米处实现悬停。在悬停的25秒中,嫦娥三号利用腹部的敏感器对着陆区进行观测,以避开障碍物,选择最利于着陆的平坦月面。在此过程中,降落相机以每秒10张的速度拍摄月球表面,并将其中的10张照片传送回地球。

9点14分,在选定着陆地点后,嫦娥三号平稳落月。着陆过程的最后数米中,嫦娥三号关闭反推发动机,自由落体,利用四条具有缓冲功能的“大腿”稳稳降落在月球上。

7500牛变推力发动机立功

为我国首次应用于航天器,没有备份,存在很大风险

月球上没有大气,不能依靠空气摩擦减速,因此降落伞以及传统火箭发动机和推进系统都不适用。此次嫦娥三号能够如此完美降落在月球,7500牛变推力发动机功不可没。这也是我国探月工程乃至整个航天事业中首次使用可变推力发动机。

据火箭发动机专家、中国航天科技集团公司第六研究院院长谭永华介绍,嫦娥三号在飞行过程中由于推进剂的消耗,探测器的重量会逐渐减少,所以推力也会往下调。可变推力是指发动机能够产生从1500牛到7500牛的可调节推力,从而对嫦娥三号的着陆过程实现精准控制。“这是我国首次将变推力发动机应用于航天器。变推力发动机没有备份,又是首次使用,因此存在很大风险。”嫦娥三号探测器系统首席科学家叶培建院士说。

在嫦娥三号成功着陆之后,这台7500牛的可变推力发动机就完成了其历史使命。航天六院副院长刘志让介绍说,和嫦娥一号、二号相比,嫦娥三号的推进分系统是一个全新的动力系统,除了1台7500牛可变推力发动机外,还包括若干台姿控发动机组成。7500牛变推力发动机从地月转移阶段即开始工作。12月6日,它成功点火,帮助嫦娥三号完成“太空刹车”,从而被月球“捕获”,进入环月轨道。“嫦娥三号上的这台7500牛变推力发动机,是我国目前推力变化范围最大的发动机。从2008年开始研制,先后完成了发动机论证、设计、鉴定试验、工艺技术攻关、热试车,性能达到国际先进水平。”

四条“大腿”助平稳落月

着陆腿能承受冲击和压力,轻巧,能保证仪器设备安全

在嫦娥三号降落的最后数米,为避免掀起过多的月尘,嫦娥三号关闭了反推发动机,采用自由落体的方式降落。在这一过程中,如何减缓自身1吨体重带来的冲击力,是嫦娥三号面临的一大难关。

为此,嫦娥三号探测器上使用了一个着陆缓冲分系统,也就是嫦娥三号的4条“大腿”,嫦娥三号也因此成为我国第一个有“腿”的航天器。

     据专家介绍,美国和前苏联航天器的地外软着陆方式主要有三种:一种是气囊弹跳式,但这种方式难以满足嫦娥三号探测器重量的要求;另一种是空中吊车式,但控制起来很复杂;因此嫦娥三号选择了第三种,也就是“缓冲腿式”着陆,这有点类似于汽车中的减震机构。

     探测器系统着陆器着陆缓冲分系统主任设计师杨建中介绍说,着陆缓冲机构主要用于缓冲着陆器的冲击能量,俗称着陆腿。着陆腿具有“强、轻、柔、稳、多、新、全、难”的特点。着陆腿不仅有强度承受冲击和压力,自身轻巧,着陆方式柔和、姿态稳定,能保证仪器设备安全。另外,着陆腿还有收拢、展开、支撑的功能,触月时还能发来信号。而作为具有中国特色的新型着陆腿,在实现了技术跨越和团队建设的双丰收的同时,也经历了艰难的开发研制过程。

 

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