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发动机点火|这脚太空“刹车”，对嫦娥五号至关重要

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一脚太空“刹车” ， 再次让嫦娥五号走入公众视线 。
北京时间11月28日20时58分 ， 嫦娥五号探测器经过约112小时奔月飞行 ， 在距月面约400公里处成功实施3000牛发动机点火 ， 约17分钟后 ， 发动机正常关机——近月“刹车”制动完成 ， 顺利进入环月轨道 。
嫦娥五号探测器副总指挥张玉花告诉采访人员 ， 近月制动是月球探测器飞行过程中关键的轨道控制之一 。 高速飞行的探测器在靠近月球时 ， 实施“刹车”制动 ， 目的是使其相对速度低于月球逃逸速度 ， 从而被月球引力捕获 。
11月24日凌晨4时30分 ， 嫦娥五号顺利发射升空 ， 当晚即实施第一次中途轨道修正 ， 之后于11月25日完成第二次轨道修正 。 如今的“刹车” ， 则是其奔月过程中的第三个关键节点 。
北京航天飞行控制中心专家告诉采访人员 ， 此前我国已实现月球正面和背面软着陆和巡视探测 ， 对于着陆月面积累了比较丰富的经验 ， 但是嫦娥五号的奔月之路 ， 相比“姐姐们”却有许多新变化 。

发动机点火|这脚太空“刹车”，对嫦娥五号至关重要
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【发动机点火|这脚太空“刹车”，对嫦娥五号至关重要】按照飞控专家的说法 ， 嫦娥五号的任务目标是软着陆并采集月壤返回地球 ， 因此它的构成与嫦娥三号、嫦娥四号有很大不同 ， 由“三姐”“四姐”的着陆器、巡视器的组合 ， 变为轨道器、返回器、着陆器、上升器四器串联的构型 ， 犹如一串糖葫芦 。 随之而来的 ， 是飞行控制工作的诸多挑战 。
据北京航天飞行控制中心专家介绍 ， 飞行器数量增多和频繁的姿态变化 ， 导致轨道器、返回器、上升器、着陆器之间的遥测和数据传输模式明显增加 ， 高达几十种 。
同时 ， 探测器的飞行模式也有多种组合 ， 存在四器组合体、着陆器上升器组合体、轨道器返回器组合体等形态 ， 任务全程要经历多种飞行姿态和数十次姿态调整 。 这都需要精心设计飞控指令计划、测控网工作计划以及测控站点频设置等 。
北京航天飞行控制中心专家说 ， 要想精准操控好这“一串”飞行器目标 ， 遥控指令和注入数据类型多 ， 在任务准备实施过程中 ， 需生成会签大量控制计划及注入数据 。 这将在数据管理、处理等方面 ， 考验北京飞控中心对航天器指挥控制的能力 。
在嫦娥三号、嫦娥四号任务中 ， 位于探测器最下端的是着陆器 ， 它携带的是7500牛变推力发动机 。
而嫦娥五号最下端是轨道器 ， 使用的是由中国航天科技集团六院为其量身打造的新型3000牛发动机 。 等嫦娥五号靠近月球时 ， 我国将首次使用3000牛发动机进行近月捕获控制 。
北京航天飞行控制中心专家说 ， 为此 ， 在24日进行的首次中途修正中 ， 该中心在修正轨道的同时 ， 还兼顾实施了3000牛发动机的点火试喷 。
这一构型也为后续飞控任务增加了难度 。
在嫦娥三号、四号任务中 ， 使用7500牛发动机落向月球之前 ， 飞控团队已在轨道修正中对该发动机进行过试喷 ， 掌握了发动机的状态 。 而在嫦娥五号任务中 ， 着陆器上的7500牛发动机在中途修正和近月制动中均未使用过 。
“我们飞控团队对其运行状况无法直接判断 ， 因而将面临更高的应急处置要求 。 ”北京航天飞行控制中心专家说 。
从某种程度上说 ， 地月转移轨道就像一条从地球通往月球的高速路 ， 而火箭与探测器的分离点 ， 就是入口 。 经过一段时间飞行 ， 嫦娥五号探测器在即将到达月球的时候要从出口驶离高速 ， 这时需要将速度降下来 ， 才能到达环月轨道 。
张玉花说 ， 靠近月球的时候 ， 嫦娥五号要减速被月球引力捕获 。 当到达靠近月球轨道的近地点时 ， 要点火 ， 形成环月轨道 ， 这就是近月制动 。 如果不踩刹车 ， 它就会从月球边上飞过去 。
按照她的说法 ， 近月制动的这一脚“刹车” ， 在嫦娥一号的任务中就已掌握 。 不同的是 ， 这一次的近月制动对于精度要求更高 。
张玉花说 ， 此前 ， 在嫦娥三号、嫦娥四号任务中进行近月制动的发动机推力达到了7500牛 ， 而此次重量达到8吨的嫦娥五号探测器 ， 使用的却是3000牛的发动机进行近月制动 。 为了解决重量变大但推力较小的问题 ， 此次嫦娥五号任务选择通过两次近月制动 ， 完成月球捕获 。
也因此 ， 尽管嫦娥五号探测器已经成功进入月球轨道 ， 但后续还需进行一次近月制动 ， 将轨道调整到可以执行着陆等动作的高度 。
国家航天局探月与航天工程中心副主任、探月工程三期副总设计师、嫦娥五号任务新闻发言人裴照宇告诉采访人员 ， 嫦娥五号从中国文昌航天发射场出发后 ， 还将经地月和环月飞行、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11个飞行阶段、20余天的在轨飞行过程 ， 最终才能完成“挖土”工作并返回地球 。

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