嫦娥五号的四个“首次”...
#航天历史#
为了完成这次月球采样返回任务，嫦娥五号实现了我国开展航天活动以来四个“首次”。这四个“首次”既是亮点，也是难点。
首次在月面自动采样
在月面上采集样品时，着陆器上的采样装置要在月球低重力环境下具备钻孔、铲土和输送等能力。在月面取样完成后要封装，要求不能有任何污染。尽管在地球上，机械手能在模拟月球重力环境的试验条件下做得很好，但真实的月球重力环境与模拟环境也存在误差。机械手在地球上做出的精确动作，在月球上能否重复完成是一个较大的挑战。由于准备充分，实际完成得很顺利。
着陆器上有两种用于采样的机械手：一种机械手是钻取器，用于钻取，它可以钻取月面下2米深度的月岩样本，钻取的月壤不破坏原有的层次结构。另一种机械手是电铲，用于表取，即在月球表面铲取月壤。
钻取和表取两种样品的比例约为1：3，即钻取的样品是约0.5千克，表取的样品是约1.5千克。据专家介绍，采集量的多少会影响到容器的大小，进而影响到整个探测器的体积、重量，以及推进剂的需求。比如，为了钻取0.5千克的样品，探测器上的钻取机构要达到七八十千克；为了表取1.5千克的样品，表取机构也要几十千克；这100多千克的采样机构都要由探测器送到月球去，会影响到探测器整体的重量、体积和功耗。以2千克的采样量作为初始值来设计探测器，嫦娥5号探测器的总重量达到8.2吨。如果增加样品的量，整个探测器很多指标都会增长，8.2吨很可能不够，最后会超过火箭的运载能力，目前的设计是平衡后的结果。经过论证，2千克的数量不算少，工程上可实现。
另外，在配合末端采样器工作的还有一部依附于机械臂末端位置安装的近距摄像头，稍远处还有一部远距广角摄像头。
首次从月面起飞
采集的样品封装到上升器后，上升器要从着陆器上起飞。这是我国空间飞行器第一次在地外天体起飞，难度很大。因为上升器起飞时喷射的火焰会碰到着陆器，从而可能产生干扰上升器的力。另外，月球表面环境复杂，着陆器不一定是四平八稳的状态，也无法像地球发射塔架那样配置火箭导流槽，所以要克服月面起飞轨道设计、月面起飞测控和发动机羽流导流等困难。
经过一系列技术攻关，航天五院科研团队成功开展了各项试验验证，建立了一整套环环相扣的系统保证任务，护送嫦娥五号离开月球。
首次在38万千米外的月球轨道上进行无人交会对接
携带月球样品的上升器起飞后，要在月球轨道与轨道返回组合体进行无人交会对接，并把采集的样品转移到返回器中，这在世界上是第一次。
我国在地球轨道上有着比较成熟的航天器交会对接经验，多次采用“小追大”的模式，即小质量飞船追大质量“天宫”。但在月球轨道上进行交会对接要“大追小”，即用有较多燃料的大质量轨道返回组合体追小质量上升器，而且距离地球几十万千米，稍微控制不好就会偏离到太空中，或撞开上升器，因此对交会对接的精度要求更高。对接全步骤要在21秒内完成，1秒捕获、10秒校正、10秒锁紧。为此研制人员做了35项故障预案，从启动开始到交会对接，全部采用自动控制。
为了防止大质量轨道返回组合体撞开小质量上升器，嫦娥五号的月球轨道交会对接采用停靠抓捕式交会对接方式，因此，研制了一种被称为“抱爪式”的空间轻小型弱撞击对接机构装在轨道器上，它具有重量轻、捕获可靠、结构简单、对接精度高等优点，通过增加连杆棘爪式转移机构，实现了对接与自动转移功能的一体化，这些设计理念都是世界首创。它与载人航天对接机构用的异体同构式周边对接机构不同，从“太空之吻”变成“月轨相拥”。
具体过程是：实施对接任务前，轨道返回组合体首先要分离出返回器支撑舱。从月面起飞的上升器进入近月点15千米、远月点180千米的目标轨道，随后经过两天的环月飞行完成上升器与轨返组合体之间的远程导引，进入自主近程交会段后在微波雷达导引下于3.5小时内实现两器对接。
值得一提的是，此前只有苏联在20世纪70年代进行过3次无人月球采样返回，总共带回330克月球样品。但由于苏联当时没有掌握月球轨道无人交会对接技术，所以其3次无人月球采样任务采用的都是月面起飞直接返回地球方案，这样其上升器需要克服返回舱与大量燃料死重，因此极大压缩了采样重量。而嫦娥五号这次采用具有世界领先水平的月球轨道无人对接方案转移月壤，上升器只需少量燃料，且没有返回舱死重，因此采样的月球样品重量呈几何级提高，1次就带回1731克月球样品。
首次带着月壤以接近第二宇宙速度返回地球
最后，携带月球样品的返回器以11千米/秒的速度再入大气层。因为返回器再入速度提高一倍，再入热量将提高8～9倍，如直接返回容易被烧毁。为此需要设计一个既安全又稳妥的返回路线，同时，对返回器的气动外形、防热材料以及控制都是一个新挑战。
这项返回技术十分复杂，无法通过地面模拟得到充分验证，是嫦娥五号月面采样、月面上升、月球轨道交会对接、再入返回四大关键技术中最难的一项，风险很大。另外，嫦娥五号返回的体积只有“神舟” 返回舱的1/7，落区范围是后者的16倍，加上着陆场高寒冰雪的夜晚环境。虽然我国已用嫦娥五号T1试验过1次，但嫦娥五号返回是一次实战考验。
轨道返回组合体返回地球面临两大难题：一是嫦娥五号的返回器要以接近第二宇宙速度返回我国的可控范围内。二是要控制好组合体姿态，如果开始的出发点控制不好，着陆点就可能无法预判。
嫦娥五号的返回器以11千米/秒的速度再入大气层时与大气摩擦的烧蚀温度将高达2760℃。据悉，为了抵御高温烧蚀，返回器在大底迎风面、大底背风面、大底拐弯角环、侧壁迎风面、侧壁背风面、侧壁舱盖与边缘防热环、稳定翼七大部位分别应用了7种不同材质的防热烧蚀材料。
另外，为了减速耗能，继承了“神舟”飞船返回舱外型的返回器采用高速半弹道跳跃式返回轨道，就像“打水漂”一样使其速度降低后再进入大气层坠向地面。返回器第一次再入大气后在距离地面接近60千米时，利用大底前端形成的弓形激波再度反弹回太空，尔后再二次再入大气层，此时返回器再入速度与“神舟”飞船返回舱一样，这样做的目的主要是为了减速耗能，最终它着陆于内蒙古预定着陆场。
除了上述四个“首次”外，其实首次自取月球样品的存储、分析和研究也很重要。我国科学家将首次对中国自取月球样品进行存储、分析和研究。我国地面应用系统已新增了月球样品存储实验室和异地容灾备份存储实验室,新建了密云35米数据接收天线,可满足月球样品存储和数据接收、处理和解译的任务需求。
嫦娥五号任务的顺利实施，有利于人类进一步了解月球的状态、物质含量、地质演化历史，深化对月壤、月壳和月球形成与演化的认识；也能为了解太阳活动等提供必要的信息。另外，它经历了一个全面、精细、深入的科学探测过程，突破了一系列关键技术，这对我国未来的载人登月和月球基地选址等都具有重要作用。
#航天历史#
为了完成这次月球采样返回任务，嫦娥五号实现了我国开展航天活动以来四个“首次”。这四个“首次”既是亮点，也是难点。
首次在月面自动采样
在月面上采集样品时，着陆器上的采样装置要在月球低重力环境下具备钻孔、铲土和输送等能力。在月面取样完成后要封装，要求不能有任何污染。尽管在地球上，机械手能在模拟月球重力环境的试验条件下做得很好，但真实的月球重力环境与模拟环境也存在误差。机械手在地球上做出的精确动作，在月球上能否重复完成是一个较大的挑战。由于准备充分，实际完成得很顺利。
着陆器上有两种用于采样的机械手：一种机械手是钻取器，用于钻取，它可以钻取月面下2米深度的月岩样本，钻取的月壤不破坏原有的层次结构。另一种机械手是电铲，用于表取，即在月球表面铲取月壤。
钻取和表取两种样品的比例约为1：3，即钻取的样品是约0.5千克，表取的样品是约1.5千克。据专家介绍，采集量的多少会影响到容器的大小，进而影响到整个探测器的体积、重量，以及推进剂的需求。比如，为了钻取0.5千克的样品，探测器上的钻取机构要达到七八十千克；为了表取1.5千克的样品，表取机构也要几十千克；这100多千克的采样机构都要由探测器送到月球去，会影响到探测器整体的重量、体积和功耗。以2千克的采样量作为初始值来设计探测器，嫦娥5号探测器的总重量达到8.2吨。如果增加样品的量，整个探测器很多指标都会增长，8.2吨很可能不够，最后会超过火箭的运载能力，目前的设计是平衡后的结果。经过论证，2千克的数量不算少，工程上可实现。
另外，在配合末端采样器工作的还有一部依附于机械臂末端位置安装的近距摄像头，稍远处还有一部远距广角摄像头。
首次从月面起飞
采集的样品封装到上升器后，上升器要从着陆器上起飞。这是我国空间飞行器第一次在地外天体起飞，难度很大。因为上升器起飞时喷射的火焰会碰到着陆器，从而可能产生干扰上升器的力。另外，月球表面环境复杂，着陆器不一定是四平八稳的状态，也无法像地球发射塔架那样配置火箭导流槽，所以要克服月面起飞轨道设计、月面起飞测控和发动机羽流导流等困难。
经过一系列技术攻关，航天五院科研团队成功开展了各项试验验证，建立了一整套环环相扣的系统保证任务，护送嫦娥五号离开月球。
首次在38万千米外的月球轨道上进行无人交会对接
携带月球样品的上升器起飞后，要在月球轨道与轨道返回组合体进行无人交会对接，并把采集的样品转移到返回器中，这在世界上是第一次。
我国在地球轨道上有着比较成熟的航天器交会对接经验，多次采用“小追大”的模式，即小质量飞船追大质量“天宫”。但在月球轨道上进行交会对接要“大追小”，即用有较多燃料的大质量轨道返回组合体追小质量上升器，而且距离地球几十万千米，稍微控制不好就会偏离到太空中，或撞开上升器，因此对交会对接的精度要求更高。对接全步骤要在21秒内完成，1秒捕获、10秒校正、10秒锁紧。为此研制人员做了35项故障预案，从启动开始到交会对接，全部采用自动控制。
为了防止大质量轨道返回组合体撞开小质量上升器，嫦娥五号的月球轨道交会对接采用停靠抓捕式交会对接方式，因此，研制了一种被称为“抱爪式”的空间轻小型弱撞击对接机构装在轨道器上，它具有重量轻、捕获可靠、结构简单、对接精度高等优点，通过增加连杆棘爪式转移机构，实现了对接与自动转移功能的一体化，这些设计理念都是世界首创。它与载人航天对接机构用的异体同构式周边对接机构不同，从“太空之吻”变成“月轨相拥”。
具体过程是：实施对接任务前，轨道返回组合体首先要分离出返回器支撑舱。从月面起飞的上升器进入近月点15千米、远月点180千米的目标轨道，随后经过两天的环月飞行完成上升器与轨返组合体之间的远程导引，进入自主近程交会段后在微波雷达导引下于3.5小时内实现两器对接。
值得一提的是，此前只有苏联在20世纪70年代进行过3次无人月球采样返回，总共带回330克月球样品。但由于苏联当时没有掌握月球轨道无人交会对接技术，所以其3次无人月球采样任务采用的都是月面起飞直接返回地球方案，这样其上升器需要克服返回舱与大量燃料死重，因此极大压缩了采样重量。而嫦娥五号这次采用具有世界领先水平的月球轨道无人对接方案转移月壤，上升器只需少量燃料，且没有返回舱死重，因此采样的月球样品重量呈几何级提高，1次就带回1731克月球样品。
首次带着月壤以接近第二宇宙速度返回地球
最后，携带月球样品的返回器以11千米/秒的速度再入大气层。因为返回器再入速度提高一倍，再入热量将提高8～9倍，如直接返回容易被烧毁。为此需要设计一个既安全又稳妥的返回路线，同时，对返回器的气动外形、防热材料以及控制都是一个新挑战。
这项返回技术十分复杂，无法通过地面模拟得到充分验证，是嫦娥五号月面采样、月面上升、月球轨道交会对接、再入返回四大关键技术中最难的一项，风险很大。另外，嫦娥五号返回的体积只有“神舟” 返回舱的1/7，落区范围是后者的16倍，加上着陆场高寒冰雪的夜晚环境。虽然我国已用嫦娥五号T1试验过1次，但嫦娥五号返回是一次实战考验。
轨道返回组合体返回地球面临两大难题：一是嫦娥五号的返回器要以接近第二宇宙速度返回我国的可控范围内。二是要控制好组合体姿态，如果开始的出发点控制不好，着陆点就可能无法预判。
嫦娥五号的返回器以11千米/秒的速度再入大气层时与大气摩擦的烧蚀温度将高达2760℃。据悉，为了抵御高温烧蚀，返回器在大底迎风面、大底背风面、大底拐弯角环、侧壁迎风面、侧壁背风面、侧壁舱盖与边缘防热环、稳定翼七大部位分别应用了7种不同材质的防热烧蚀材料。
另外，为了减速耗能，继承了“神舟”飞船返回舱外型的返回器采用高速半弹道跳跃式返回轨道，就像“打水漂”一样使其速度降低后再进入大气层坠向地面。返回器第一次再入大气后在距离地面接近60千米时，利用大底前端形成的弓形激波再度反弹回太空，尔后再二次再入大气层，此时返回器再入速度与“神舟”飞船返回舱一样，这样做的目的主要是为了减速耗能，最终它着陆于内蒙古预定着陆场。
除了上述四个“首次”外，其实首次自取月球样品的存储、分析和研究也很重要。我国科学家将首次对中国自取月球样品进行存储、分析和研究。我国地面应用系统已新增了月球样品存储实验室和异地容灾备份存储实验室,新建了密云35米数据接收天线,可满足月球样品存储和数据接收、处理和解译的任务需求。
嫦娥五号任务的顺利实施，有利于人类进一步了解月球的状态、物质含量、地质演化历史，深化对月壤、月壳和月球形成与演化的认识；也能为了解太阳活动等提供必要的信息。另外，它经历了一个全面、精细、深入的科学探测过程，突破了一系列关键技术，这对我国未来的载人登月和月球基地选址等都具有重要作用。
夜色下逃亡的时间
傍晚，公交车站开始拥挤
双层的609红色巴士，从远处驶来
停靠在站点，密密麻麻的人拥向车门
车开了，路边的梧桐树叶也跟着雀跃了起来
斑驳的斜阳，就这样被人和车遗落在站牌下
路上的喧嚣声，渐渐跟随夜幕褪去
就连我走路的架势，也在黑夜里
仓皇出逃，顺利躲开了孤独的嘲笑
空旷的马路上，缀满一切走过的事物
包括时间，也包括我深情的目光
傍晚，公交车站开始拥挤
双层的609红色巴士，从远处驶来
停靠在站点，密密麻麻的人拥向车门
车开了，路边的梧桐树叶也跟着雀跃了起来
斑驳的斜阳，就这样被人和车遗落在站牌下
路上的喧嚣声，渐渐跟随夜幕褪去
就连我走路的架势，也在黑夜里
仓皇出逃，顺利躲开了孤独的嘲笑
空旷的马路上，缀满一切走过的事物
包括时间，也包括我深情的目光
我们的世界充满希望。
风吹过，万鸟振翅，树木汇聚成潮汐。春天路过大海，白色的沙滩和汹涌的花瓣，游鱼栖身在浪尖。朝阳升起时温暖的阳光席卷城市，落日余晖中入夜的电台播放情歌。倒一杯酒，借三分醉意表达爱意，和朋友相拥，每一次离开都微笑告别。跨过一万条河流，奔向远处的高山和积雪，沿途每条山路铺开的影子，都是我们留给世间的真心镌刻。
所以走吧，亲爱的朋友们，去闯，去爱，去喝酒，去读书，去放歌，去穿越山和海，去拆封每个曾期待过的生活。
去勇敢的，成为我们。 https://t.cn/8kw8Hgq
风吹过，万鸟振翅，树木汇聚成潮汐。春天路过大海，白色的沙滩和汹涌的花瓣，游鱼栖身在浪尖。朝阳升起时温暖的阳光席卷城市，落日余晖中入夜的电台播放情歌。倒一杯酒，借三分醉意表达爱意，和朋友相拥，每一次离开都微笑告别。跨过一万条河流，奔向远处的高山和积雪，沿途每条山路铺开的影子，都是我们留给世间的真心镌刻。
所以走吧，亲爱的朋友们，去闯，去爱，去喝酒，去读书，去放歌，去穿越山和海，去拆封每个曾期待过的生活。
去勇敢的，成为我们。 https://t.cn/8kw8Hgq
✋热门推荐