嫦娥三号探测器将实行月面软着陆整个过程约

嫦娥三号探测器将实行月面软着陆整个过程约12分钟

嫦娥三号落月示意图

嫦娥三号将于14日晚在月面实现软着陆,整个过程约12分钟。

月球降落是全部任务最关键阶段。中国探月工程总设计中医治疗白癜风师吴伟仁说,在短短几百秒内从15千米安全降落到月面预选着陆区,这是全新、也是最重要的考验。

这注定是触目北京白癜风医院哪家好惊心的720秒:前苏联直到第12次尝试才首获成功,美国也在品味了3次失败苦果后方平安着陆。月面软着陆到底有何风险?专家认为,嫦娥落月最少面临5大考验。

落月虹湾面临未知新世界

与美国、苏联月球探测主要集中在月球赤道附近不同,中国的嫦娥三号选择在虹湾区着陆。对虹湾的探索将弥补月球研究的空白,但对嫦娥三号来讲,这也是一个崭新的、充满未知的世界。

虽然虹湾宏观上相对平坦,但是最后嫦娥三号降落的小环境到底是怎样的地形地貌,还是未知数。中国探月工程总设计师吴伟仁说,石头、壕沟、斜坡等都是嫦娥三号面临的巨大考验。

为了能让嫦娥三号落得安全,嫦娥二号已为三号的安稳着陆打了前站:它用CCD立体相机对虹湾进行了局域超高分辨率立体成像,取得了分辨率约为1米的图象。

这是中国航天器首次降临地外天体。为了保证着陆安全,技术人员还在地面摹拟月面环境特性,进行了大量点火、避障、缓速下落的实验。

新技术新产品等待登月考验

月球上没有大气,着陆方式与在地球上完全不同,传统依托空气磨擦减速的火箭发动机和推动系统在月球上不再见效。

为此,我们首次使用了我国自主设计制造的变推力发动机。吴伟仁说,发动机具有1500牛到7500牛的大推力变化,能够很好地适应不同飞行阶段对发动机推力的需求。

这是我国首次将变推力发动机应用于航天器。变推力发动机没有备份,又是首次使用,其中也存在风险。嫦娥三号探测器系统首席科学家叶培建院士说。

据叶培建介绍,嫦娥三号80以上的技术和产品为全新研制,装备和产品本身的风险比相对成熟的产品高。

为了下降风险,技术人员假想了上百个故障,并制定了相应的预案。我们每天想,走路想、吃饭想,想到一种就排除一种,还要进行实验验证。叶培建说。

黑色12分钟全凭自主控制

从15千米高度降至月球表面,这触目惊心的12分钟被称为黑色12分钟,嫦娥三号要完全依托自主控制,完成下降高度、测距、测速、选择着陆点、自由落体着陆等一系列动作。

这期间,人工干预的可能性几近为零。这是由于落月进程中的每个动作都非常短暂,安装在探测器上的传感器一旦取得信息,需要探测器作出极快的响应,而38万千米的地月距离和信号延迟,根本不足以让信息传回地面、再由地面上传指令。

实际上,在世界各国探测器登陆月球或火星的进程中,都有这样一个由探测器自主控制的黑色时段。

中国腿挑战月面软着陆

虽然采取了先进的制导导航与控制系统,探测器着陆瞬间还是会对月面产生撞击。为了避免装备遭到过大的冲击载荷,探测器上使用了一个着陆缓冲分系统,也就是嫦娥三号的4条腿。由此,嫦娥三号也成为我国首个有腿的航天器。

此前其他国家软着陆方式主要有三种:一种是气囊弹跳式,难以满足嫦娥三号探测器重量的要求;另一种是空中吊车式,控制起来很复杂;因此嫦娥三号选择了第三种,也就是腿式着陆。

着陆缓冲机构主要用于缓冲着陆器的冲击能量,俗称着陆腿。探测器系统着陆器着陆缓冲分系统主任设计师杨建中用8个字概括着陆腿的特点:强、轻、柔、稳、多、新、全、难。

也就是说,着陆腿要有强度承受冲击和压力,本身轻巧,着陆方式柔和、姿态稳定,能保证仪器设备安全。另外,着陆退还有收拢、展开、支持的功能,触月时还能发来信号。而作为具有中国特色的新型着陆腿,在实现了技术逾越和团队建设的双丰收的同时,也经历了艰苦的开发研制进程。

撞击瞬间考验装备可靠性

中国腿的启用极大下降了着陆时的冲击力,但嫦娥三号上的装备照旧面临严峻考验。

经过实验,探测器上的装备能承受着陆时力学环境的考核,即使产生撞击力,电子设备也能正常工作。吴伟仁说。

嫦娥三号的太阳能帆板在飞行中处于展开状态,而在着陆前,这对翅膀会收回,直到顺利着陆月面再展开。着陆时太阳能帆板如果展开,可能会被折断,吴伟仁说,我们为嫦娥三号设计了可重复展收的帆板,可以保证着陆安全。

月尘的存在为这一瞬间带来了更多风险。月面上有细细的一层尘埃,探测器着陆时极可能激起月尘,对光学敏感器等装备造成影响。科研人员们采取屏蔽等防尘措施,给探测器的眼睛加上了一层保护罩。(赵薇田兆运白瑞雪)

原标题:嫦娥三号探测器将于本日21时许实行月面软着陆




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