[五星红旗初次在月球“独立展现” 嫦娥五号带着“土”特产起程回家]

五星红旗初次在月球“独立展现” 嫦娥五号带着“土”特产起程回家

  12月3日23时10分,嫦娥五号上升器3000N发动机作业约6分钟,成功将带着样品的上升器送入到预订环月轨迹。这是我国初次完结地外天体起飞。

  焚烧起飞前,嫦娥五号着陆器与上升器组合体完结月面五星红旗翻开,这是我国在月球外表初次完结五星红旗的“独立展现”。接下来,嫦娥五号将迎来激动人心的月球无人交会对接时刻。

  不少网友在激动留言:“月球土特产已打包,嫦娥快递正在派送中,请注意查收!”“举国欢迎最美挖土姐姐”“即便太空再黑,五星红旗的光辉也会指引你我继续前进,嫦娥五号咱们等你回家”……

  这条回家之路必将被国际、被前史铭记。

图说:月面起飞前亮国旗模拟图

  着陆器当“发射塔架”

  在嫦娥“五姑娘”完结“挖土”作业后,她就要踏上“回娘家”的旅程。回来地球可不简单,第一步能否“迈好”至关重要,这就触及我国航天史上另一个初次——月面起飞上升。

  与地上起飞不同,嫦娥五号上升器月面起飞不具备老练的发射塔架体系,着陆器相当于上升器的“暂时塔架”。月面起飞没有“地勤”支撑,一切都靠自己,且有必要一次成功,难度极高。

  上升器起飞存在起飞初始基准与起飞渠道姿势不确认、发动机羽流导流空间受限、地月环境差异等问题;别的因为月球上没有导航星座,上升器起飞后,需在地上测控辅佐下,凭借本身带着的特别灵敏器完结自主定位、定姿。为了保证上升器能够顺畅起飞上升,研发团队进行了很多的实验验证,并建立了一整套环环相扣的体系保证使命,终究保证了嫦娥五号迈出了回家的第一步。

图说:12月3日,在北京航天飞翔操控中心摄影的嫦娥五号上升器飞翔进程 新华社 发

  月球上亮出“我国红”

  在嫦娥五号探测器完结采样使命上升起飞前,国旗展现体系成功在月面翻开。

  国旗从“静若处子”到“动若脱兔”,一面旗,一张图,一种才能,成功背面凝聚着航天人的不懈寻求。犹记住2013年12月,嫦娥三号探月,嫦娥着陆器和玉兔月球车相互摄影,月球车“胸前”的五星红旗光彩夺目。月球上首秀“留影”,国旗是“静静躺在玉兔怀里”。现在,五星红旗真真切切独立展现在月球上。

  国旗展现体系安置在嫦娥五号着陆器舱外,热环境、空间环境等条件恶劣,需采纳多种环境适应性办法保证其正常作业。五星红旗能够在月球上完结独立展现,首要依托月面国旗展现体系辅佐。该体系由月面国旗、压紧开释设备、翻开组织三部分组成,长约半米。体系在折叠状况下随探测器升空,着陆月球后依照指令解锁翻开。

  与嫦娥三号、嫦娥四号以及玉兔月球车上的五星红旗选用喷涂方法不同,嫦娥五号这面“织物版”五星红旗是一面真实的旗号。科研团队在选材上花费的时刻就超越1年,终究挑选出了二三十种纤维资料,经过热匹配性、耐高低温、防静电、防月球尘土等物理实验,终究决议选用某新式复合资料,既能满意强度要求,又能满意染色功用要求,然后保证五星红旗能够抵挡月表恶劣的环境,做到不褪色、不串色、不变形。

  嫦娥五号五星红旗平面运动包络将近2000mm×900mm,整个体系的分量只需1公斤。挑选这样的旗面尺度是研发团队经过归纳考虑的成果,意图是尽量杰出视场作用,让相机拍出来的相片既能看到月表、深空,也能看到着陆器;假如五星红旗太大或太小,相片均无法呈现出丰厚的元素。

  因为五星红旗展现体系的分量只需1公斤,研发团队环绕整个体系在减重问题上下了很多功夫,不只资料要轻质化,并且还对结构优化规划,在选取耐高温、抗酷寒资料的基础上尽量将支架臂做薄、做小。体系运用的支架结构在空间环境中能接受住冷热交变、空间辐照、极低真空等恶劣环境的检测。

  21秒要完结“太空牵手”

  着陆器与上升器组合体抵达月球,完结月壤样品的收集使命后,上升器带着样品从月面起飞,与等候在月球轨迹的轨迹器自主交会对接,并将带着的样品容器搬运至回来器。

  由我国航天科技集团八院研发的轨迹器,就像一名太空快递小哥,从地球动身赶到38万公里外的月球轨迹上,取一份来自月球的名贵样品,再快递回地球。

  实际上,从嫦娥五号发射升空时,这名快递小哥就繁忙不断。先是带着着陆器、上升器和回来器,完结地月搬运、半途修正和近月制动。进入环月轨迹后,轨迹器与着陆器上升器的组合体别离,带着回来器留在轨迹上等候“取件”。

  据我国航天科技集团八院嫦娥五号探测器副总指挥张玉花介绍,嫦娥五号轨迹器与上升器选用的对接方法,与我国载人航天选用的对接方法有很大差异。载人航天选用的是“异体同构周边式对接组织”,两个航天器对接后构成80厘米左右的通道,航天员能够在其间穿行。嫦娥五号选用的是“抱爪式对接组织”,经过添加连杆棘爪式搬运组织,完结对接与主动搬运功用的一体化。这些规划理念均为国际创始,对接精度能够到达毫米级。

  “所谓抱爪式,就像咱们的手握棍子的动作,两个方向一用力,就能够把棍子牢牢地握在手中。”嫦娥五号轨迹器技能副总负责人胡震宇解说说,“对接组织由3套K形抱爪构成,当上升器挨近时,只需对准衔接面上的3根连杆,将抱爪收紧,就能够完结两器的紧密衔接。”

  轨迹器和上升器在环月轨迹满意交会对接初始条件时,要求操控器在收到抓捕指令后1秒钟内操控抓捕组织完结抓捕,21秒内完结两器刚性衔接。能够说,是在38万公里外的月球外眨个眼的时刻就要完结对接。

  “取件”差错不大于5微米

  当轨迹器和上升器对接完结后,需将上升器里装有月壤样品的容器搬运到回来器。对接组织中对接环的运动方位精度和对中性是影响月球土壤封装胜败的一个关键因素。我国航天科技集团有限公司八院149厂是参加研发出产嫦娥五号对接与样品搬运组织的团队。

  149厂首席技师、对接组织总装组组长王曙群介绍,这次对接样品搬运组织是一种弱刚性结构,体积小、结构杂乱,但功用相同没有削减,所以关于安装中的丈量数量、精度等要求更高。在搬运进程中,体系构成了一个封闭式的微型“地道”,遭到了产品特性的六个自由度的限位约束。

  在研发进程中,团队的两位技师吴骏和顾京海发现,因为规划中六个自由度的约束,让本来就归于弱刚性的结构很简单遭到外界压力后发生纤细的形变。他们重复剖析了整个体系的传送运动轨迹和途径,提出了将限位削减到两个自由度,即左右和旋转的自由度。

  为此,他们将本来圆孔的限位设备改为“方孔+扁平轴”的限位设备,然后在保证产品安装精度要求的情况下,使得搬运组织在运作中能流畅地完结每一个指令和动作,使各个方位的精度差错均不大于5微米。

  “打水漂”式回来地球

  那么,“五姑娘”的回家之路还有多久呢?据了解,嫦娥五号使命完结估计需求20余天。

  对接完结并顺畅将样品搬运至回来器后,轨迹器和回来器组合体将在月球轨迹上择机施行月地入射,当轨迹器和回来器组合体飞到距地球5000公里时,轨迹器留在月球轨迹;回来器则要带着来自月球的2公斤左右的名贵样品,阅历惯性滑行、地球大气再入、收回着陆三个阶段终究回来地球。

  值得重视的是,回来器回家的终究一步,面临着巨大的危险和应战。当回来器带着月壤向地球飞来,其飞翔速度是挨近每秒11公里的第二宇宙速度,一旦速度过猛,后果不堪设想,为此,研发人员立异提出了半弹道跳跃式再入回来技能计划,就像在太空“打水漂”相同,让回来器先是高速进入大气层,再凭借大气层供给的升力跃出大气层,然后以第一宇宙速度从头扎入大气层,回来地上。

  新民晚报记者 叶薇

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  为了行将到来的无人交会对接 这支上海团队“自食其力”奋战十年

  自2011年轨迹器立项起,来自上海的我国航天科技集团八院探月工程团队“自食其力”,翻开了攻坚研发之旅。七年研发、三年储存,嫦娥五号轨迹器是团队探月之路上阅历时刻最长、研发最为艰苦的一个航天器。

  探月工程负责人张玉花,奶名“秋月”,似乎注定与月亮有缘。张玉花在载人航天干了18年,一纸调令来到探月,从嫦娥三号、嫦娥四号再到嫦娥五号,一步一个脚印。探月工程三期使命最引人瞩意图当属初次在月球轨迹上交会对接,将装有月壤的样品容器从上升器搬运至回来器中。2011年,对接组织与样品搬运分体系的研发拉开帷幕,团队建立之初只需8个人,声称“八大金刚”。在计划确认之前团队十分纠结,探月项目状况杂乱、继承性较弱,可参阅的东西能够说只需“一页纸”。为了完结技能攻关,带头人胡震宇和郑云青带领年青的团队成员广泛调研国内外对接组织规划,展开了4种对接计划规划和9种搬运计划规划,上升器“推”、轨迹器“移”、回来器“拉”各3种。胡震宇介绍,经过多轮计划比较及关键技能攻关,终究确认了现在的抱爪式对接计划和连杆棘爪搬运计划。为验证计划样机的功用,团队提出了吊挂式对接实验计划。初样研发两年半,迭代规划3连套图纸,研发了电性件、电测件、判定件等6大件。2017年,团队意外等来储存的音讯——因为发射计划调整,轨迹器随探测器整体转入储存。2019年,又迎来第2次储存的音讯。3年储存期间,嫦娥五号阅历5次加电自检,用沉甸甸的数据证明轨迹器功用功用没有下降;阅历屡次发射窗口的改变与飞翔程序的更改,团队成员关于每一个或许的发射窗口进行规划复核,拟定具体计划,保证随时执行使命。

  一切的等候都是值得的。等待嫦娥回家,是团队一起的愿望。

  新民晚报记者 叶薇 通讯员 王玓瑭

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