【文/观察者网专栏作者 石豪】
北京时间2020年12月17日1时59分 , 嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗着陆场安全着陆 , 这标志着探月工程嫦娥五号任务取得圆满成功 。
16年 , 中国探月工程“绕、落、回”三步走圆满完成 。
44年 , 世界终于再次获得了来自月球的珍贵样品 。
关键技术 , 都成熟了
从地球到月球表面 , 再从月球表面安全返回 , 总共分几步?
首先是“地球发射” , 要用强大的运载火箭从地球表面进行发射 , 将探测器送入地月转移轨道 。
然后是“月球捕获” , 探测器要进行机动 , 被月球引力圈捕获 , 环绕月球飞行 。
接下来是“月球下降” , 探测器的着陆器要自主下降 , 自主避障 , 安全平稳地在月球表面降落 。
降落后 , 探测器就开始在月表执行预定任务 , 就嫦娥五号而言 , “月表任务”是对月球进行钻探和表面取样 , 并妥善封装 。
月表任务执行完毕后 , 就是关键的“月面上升”阶段 , 探测器的上升器要从月表起飞 , 将封装好的月球样本送入环月轨道 。
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嫦娥五号上升器自月球表面起飞 | 图片来源:中国航天科技集团
上升器进入环月轨道后 , 就是惊险的“月球轨道交会对接” , 上升器要在遥远的月球低轨 , 与探测器的轨道返回组合体进行交会对接 , 将月球样本容器移交返回器保管 。 为确保不留下太空垃圾 , 威胁未来月球探测任务 , 上升器主动脱离轨返组合体 , 受控降落到月球表面 。
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嫦娥五号上升器与轨返组合体交会对接 | 图片来源:中国航天科技集团
月球样本的回家之路也不平凡 , 要先进行“月地转移” , 探测器通过自身动力进入月地转移轨道 , 奔向地球 。
最后是“地球再入” , 怀揣月球样本的返回器以11千米/秒的高速进入大气层 。 由于月球返回器速度极高(接近第二宇宙速度) , 必须采用“打水漂”式的跳跃返回轨道 , 返回器第一次进入大气层后在距离地面60千米处利用自身气动升力弹回太空 , 再第二次进入大气层并最终着陆 。 这样可以最大限度利用稀薄大气进行减速 , 减少返回器所受的过载和温度 。
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【探测器|石豪| 嫦娥五号:你们吹牛,我当真了……】嫦娥五号半弹道跳跃式再入返回 | 图片来源:中国空间技术研究院
在中国的探月路线图中 , 这些关键步骤是一步步实现的:
2007年发射的嫦娥一号 , 实现了“地球发射”、“月球捕获” , 是为探月三步走中的“绕” 。
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嫦娥一号轨道 | 图片来源:国防科工局
2013年发射的嫦娥三号 , 在“绕”的基础上 , 实现了“月球下降” , 首次执行了“月表任务” , 是为三步走中的“落” 。
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嫦娥三号探测器与玉兔号月球车 | 图片来源:国防科工局
2014年发射的嫦娥五号T1探测器 , 则首次验证了“月地转移”和“地球再入” , 为嫦娥五号成功打下了坚实基础 。
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嫦娥五号T1探测器 | 图片来源:中国航天科技集团
因此 , 当嫦娥五号成功实现了“月面上升”和“月球轨道交会对接” , 一切就显得那么水到渠成 。
探月三步走中的“回” , 终于圆满完成 , 无人往返月球的全部技术 , 载人往返月球的全流程关键技术 , 我们用了16年的时间完全掌握 。
可以自豪地说 , 月球的大门终于对中国完全敞开 。
这是中国航天技术跨越的里程碑 。
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