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“嫦娥”的一大步

作者:刘畅

2021-01-07·阅读时长11分钟

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侯军与“长征五号”“嫦娥五号”模型的合影(宝丁 摄)


侯军留着寸头,穿着黑T恤和军绿色的休闲裤,站住了像个军人。他不到40岁,做的工作也与军队无关,一口京片子,走路虎虎生风,让硬朗的形象多了几分诙谐,却始终难以令人将他与严肃的科学家联系在一起。

侯军在探月工程中心工作了16年,成为探月中心的主管也已8年,而他的履历在如今员工平均年龄37岁的探月中心并不是个例。深度参与嫦娥一号、二号卫星的载荷研制管理,全程参与嫦娥五号任务的他,在嫦娥五号顺利返回后,向本刊讲述了在“绕落回”的最后一个阶段,嫦娥五号面临的难点,以及它取得的成就。

前无古人

三联生活周刊:上世纪70年代,苏联已经发射探测器到月球,实现无人采样、返回。40多年后,中国实施类似的计划,有何创新之处?

侯军:包括嫦娥五号从月球返回在内的方案,方案论证专家们有过争论,有些人觉得不如就按苏联的方式;有些人则认为,技术会迭代,零部件会在未来轻小型化是共识,再照搬几十年前的方法意义不大。最终基本确定了嫦娥五号探测器由四器组成,从上到下分别是上升器、着陆器、返回器和轨道器,以及如今已经完成的11个飞行阶段。

首先是发射入轨,嫦娥五号由长征五号运载火箭发射,进入到地月转移轨道。之后火箭和探测器分离,嫦娥五号展开太阳翼,进入地月转移阶段,探测器到达近月点。然后是近月制动,嫦娥五号在近月点减速,最终进入距离月面200公里左右的环月轨道。接着探测器环月飞行,并在飞行过程中,完成轨道器、返回器组合体(后简称“轨返组合体”)和着陆器、上升器组合体(后简称“着上组合体”)的分离,着上组合体分离后要降轨、变轨,准备下降,轨返组合体继续环月飞行,等待上升器的回归。尔后,着上组合体从下降初始点进行月面软着陆。紧接着,着上组合体开始月面采样的科学探测工作。

采集完月球样品后,上升器与着陆器分离,着陆器相当于上升器的发射塔架,上升器飞回环月轨道。接着上升器与轨道器交会对接,上升器中存放的月球样品通过轨道器转移到返回器中。之后,轨返组合体与对接舱分离,进入环月等待阶段。待到返回窗口期,在轨道器上的3000N发动机长程点火作用下,获得较大的速度增量,从而达到第二宇宙速度,顺利剥离月球轨道,实现月地轨道转移,开启返回之旅。轨返组合体带着月球样品回到距地球5000公里的高度,轨道器与返回器分离。最后,返回器降落地球。这一次,嫦娥五号一次性带回1700多克的月球样品。

在这11步中,实现上升器与轨道器在38万公里外的月球轨道上的无人交会对接,以及样品在无人条件下的转移,是人类航天史上的第一次。美国当时直接用人工,苏联则是上升器和返回器从月面起飞,直接返回地球。虽然苏联的方式因年代所限,带回的月球样品数量有限,但同样为人类认知月球提供了一种技术手段。

文章作者

刘畅

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收录专栏

嫦娥五号的太空故事

核心科学家专访,详解探月、采样和月壤细节

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