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视频访谈:专家解读嫦娥三号着陆器(录播)【2】

2013年12月14日10:01        手机看新闻

【人民网科技】:目前在我们身后的就是嫦娥三号探测器,我们先请两位老师来给大家实地讲解一下嫦娥三号探测器的一些状况。

【关轶峰】大家看到的后面是嫦娥三号探测器的模型,探测器是分为两个部分,下面是叫着陆器,上面是叫巡视器,就是我们通常说的月球车。着陆的时候,着陆到月面以后,我们大家看到这个梯子就是月球车从这个梯子上面缓缓地走下来,实现着陆器和巡视器的分离。两侧展开的就是太阳帆板、太阳翼,下面有四个着陆腿,这个主要是着陆期间用于着陆缓冲的作用。

【人民网科技】:我们知道这是一个模型,真实的嫦娥三号是多大的呢?

【关轶峰】尺寸的话,大概腿展开的话,大概是五六米的样子,重量大概三吨多。

【人民网科技】:我们知道着陆的过程有一个重要的部件叫做7500牛发动机,是通过它的变推力来调整嫦娥三号的姿态,也是通过它来控制嫦娥三号的速度、角度,请魏老师给我们讲一下变推力发动机是什么样的一个发动机呢?

【 魏彦祥】嫦娥三号着陆过程中,使用了7500牛的变推力发动机,7500牛变推力发动机为我们探月二期嫦娥三号专门研制的一个专门用途的发动机,发动机的最大推力可以达到7500牛,推力变化的范围可以从7500牛一直变成到1500牛,也就是变化范围达到7500到1500,就是5倍的变比,这个变比在国际上也是属于深度比较大的变化范围。

这个发动机的性能、比冲等等,在目前国际上都达到了领先的水平。嫦娥三号在软着陆过程中,刚才关博士也提到了,在软着陆过程中,第一步就是要主减速,把探测器从一千多米每秒的速度最后缓慢降低到相对于月面是0米/秒的速度,在100米上空的时候要实现一个悬停、避障,大约在月面上100米的高度的时候,探测器的速度相对于月球表面来说是零,就是停在月球表面上空,这时候月球有重力,同时,探测器因为在工作,它的质量也在不断地减少,7500牛发动机要克服,一个是月球引力和探测器本身质量变化重力的影响,保证它悬停,就需要发动机具有不断变化的推力调节功能,这个7500牛发动机能够最小精确度可以调到6.5牛的水平,就是一毫秒可以走6.5牛这样来调节,所以,它的推力不断变化,使探测器实现在月面上100米的高度时能够悬停,和GNC系统,我们推进系统和GNC系统一起实现月面的精确的选址、避开障碍物,如果发现月球上首选的着陆点不适合着陆的话,还使用启动推进分系统平移150牛发动机,把探测器从平行的高度移到适合降落的地方来降落。

软着陆的主减速开始,一直到月面的缓慢下落,7500牛发动机一直在工作。这台发动机的流量大约一秒钟就会有2.5公斤,也就是说在软着陆的十几分钟过程中,7500牛发动机需要消耗掉接近一吨半的推进剂,一吨半就是1500公斤推进剂,推进的质量消耗也特别大,各方面对推进分系统都提出了一个很严格和比较高的技术要求。这个发动机的研制成功,也凝聚了我们很多航天六院人的心血和努力。现在这个发动机终于研制完成,并且各方面性能到目前为止都表现非常好。

【人民网科技】:7500牛发动机是装在嫦娥三号的底部是吗?它占到嫦娥三号探测器多大的比例?因为我们刚才看到纵质量是3.5吨,发动机本身就是一个很大的重量的。

【魏彦祥】我们从模型也能看到,模型最下面能看到一个初步的圆形的轮廓,那就是7500牛发动机的底部,是一个喷管,这个发动机的重量不重,发动机的重量不到40公斤的样子,虽然嫦娥三号整个是3吨多,但是这个发动机还属于比较轻质化的,30多公斤,发动机的尺寸并不高,也并不大,也就是一米左右的水平,最高一米。主要是消耗我们推进分系统的四个储箱中的推进剂,消耗了大量推进剂,发动机本身的尺寸等等,经过一些不断的优化设计,并不大。

【人民网科技】:发动机本身不大,推进剂是所有的发动机共用的。除了7500牛发动机之外,嫦娥三号还携带了哪些比较小的发动机?

【魏彦祥】我们推进分系统的发动机配置主要有29台,第一个就是变轨发动机是一台7500牛变推力发动机,还有28台自控发动机,其中16台是150牛发动机,12台十牛发动机,这150牛发动机和10牛发动机都属于自控发动机,分成主备两组,也就是推进分系统的这些28台自控发动机可以分成14台、14台,分成两组,推进分系统能够实现,如果发生了主发动机,有一个或者几个故障,推进分系统还能实现单分制来控制,一样能够完成故障冗余和纠错的功能。

(责编:值班编辑、赵竹青)

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