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图解:细数“嫦娥五号”的11个飞行阶段

2020年11月24日05:47 | 来源:人民网-科技频道
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人民网北京11月24日电(赵竹青)11月24日4时30分,我国长征五号遥五运载火箭在海南文昌航天发射场点火升空,经过2200多秒的飞行,成功将“嫦娥五号”月球探测器送入地月转移轨道,发射取得圆满成功。

记者从“嫦娥五号”抓总研制单位中国航天科技集团五院获悉,“嫦娥五号”由着陆器、上升器、轨道器、返回器4器组成,包含15个分系统,是中国首个实施无人月面取样返回的航天器。

“嫦娥五号”从海南文昌航天发射场出发奔向月球,经地月和环月飞行,在月面选定区域着陆,完成月球样品采集工作,经月面起飞、月球轨道交会对接、月地转移和再入回收等过程,将月球样品安全送至地球。

从发射入轨到返回器再入回收,“嫦娥五号”共将经历11个飞行阶段:

一是发射入轨阶段。“嫦娥五号”将由运载火箭发射,进入到地月转移轨道的飞行阶段,开启探月返回的旅程。

二是地月转移阶段。“嫦娥五号”完成器箭分离,并展开相应太阳翼,逐步进入预定轨道。地月转移段飞行时间大约为112h,为了确保探测器按照预定轨道顺利到达近月点,期间要进行多次中途修正。

三是近月制动阶段。“嫦娥五号”继续在目标环月飞行轨道正常行进,并在近月点进行2次减速制动,以合适的运动速度进入到环月圆轨道,最终进入的轨道距离月面200km左右,近月制动时段长达1天。

四是环月飞行阶段。“嫦娥五号”在环月飞行轨道中行进到动力下降初始点,并在该阶段完成轨道返回组合体和着陆上升组合体的分离,着陆上升组合体分离后要进行2次降轨、变轨,轨道返回组合体将继续环月飞行,等待上升器的到来。

五是着陆下降阶段。“嫦娥五号”着陆上升组合体将从下降初始点开始进行月面软着陆,并经过主减速段、接近段、悬停段、避障段、缓速下降段和自由下落段等多个阶段,寻找合适的月面完成软着陆,整个着陆下降的过程将维持15分钟左右。

六是月面工作阶段。“嫦娥五号”着陆上升组合体将在月面停留大约2天,完成设定任务。通过有效载荷设备完成月面科学探测,通过采样封装设备完成月壤的钻取、表取以及封装。月面工作的时间非常紧张,仅有约2天的时间,与此同时,着陆上升组合体与轨道返回组合体必须同时进行下一个阶段的准备工作,为月球轨道交会对接和样品的转移做好万全的准备。

七是月面上升阶段。上升器将经历垂直上升、姿态调整和轨道射入三个阶段,进入到相应的环月飞行轨道,此次月面发射的窗口期很短,上升器和轨道返回组合体要精准考虑测控需求、光照需求以及姿态控制要求,以确保交会对接的顺利完成。

八是交会对接与样品转移阶段。从上升器进入环月飞行轨道开始,通过远程导引和近程导引技术,上升器与轨道返回组合体逐步完成交会对接,上升器中存放的月球样品通过轨道器转移到返回器中。

九是环月等待阶段。“嫦娥五号”轨道返回组合体从对接舱分离并进入月地入射点,在环月等待段飞行过程中,轨道返回组合体进行1次轨道维持,等待月地入射窗口的到来,全力以赴做好返回地球的准备。

十是月地转移阶段。“嫦娥五号”轨道返回组合体带着月球采样产品从月球满载而归,经历多次中途修正之后,在距离地球5000 公里高度处,实现轨道器和返回器的分离,返回器即将重新迎入地球的怀抱。

十一是再入回收阶段。“嫦娥五号”返回器与轨道器分离后,轨道器进行规避机动,返回器则要经历惯性滑行、地球大气再入、回收着陆三个阶段完成最后的降落。返回器首先以第二宇宙速度冲向地球,在进入地球大气后,通过半弹道跳跃式再入返回技术重新跳出大气层,再以第一宇宙速度进行降落,最终返回器打开降落伞,平稳安全地降落在预定地点。(图片由中国航天科技集团五院提供)

(责编:赵竹青、吕骞)

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