嫦娥五號靠什麼往返地月?

11月24日,我國目前推力最大的長征五號運載火箭,成功將嫦娥五號月球探測器送入地月轉移軌道,開啟了中國探月工程首次地月往返之旅。漫漫征程中,中國航天科技集團六院研製的107台大小發動機將持續接力,助推嫦娥五號探月、返鄉。

嫦娥五號靠什麼往返地月?

長征五號遙五運載火箭托舉嫦娥五號探測器進入雲層。付毅飛 攝

30台發動機助推長征五號飛天

中國探月工程,此前實施過5次發射,均由長征三號甲系列運載火箭完成。而發射嫦娥五號的重任,首次落在了長征五號運載火箭身上。

記者從六院了解到,長征五號運載火箭配套了30台火箭發動機。其中,8台120噸級液氧煤油發動機、2台50噸級氫氧發動機及2台9噸級氫氧發動機,全部是我國新一代綠色環保發動機。正是它們,實現了長征五號遙一火箭豪邁首飛、長征五號遙三火箭王者歸來、長征五號遙四火箭成功發射我國首個火星探測器「天問一號」。

這三型發動機,均為六院研製團隊歷時近20年為我國新一代運載火箭研製的主動力裝置。它們使長征五號火箭具備了名列前茅的運載能力。

嫦娥五號靠什麼往返地月?

在長征五號遙五火箭上,還有六院精心打造的輔助動力系統,它由18台性能不一的姿控發動機,以及配套的氣瓶、閥門、管路和貯箱組成,是我國唯一涵蓋增壓氣體裝置、輸送系統、推進劑貯存裝置和推力室的獨立、完整動力系統。該系統安裝在火箭二級氧箱尾部,負責火箭二級發動機滑行階段的推進劑沉底管理、姿態控制和星箭分離前的末速修正。

正是在這30台發動機,支撐長征五號遙五火箭護送嫦娥五號探測器進入預定軌道,開啟探月征程。

嫦娥五號推進器研製實現「不可能」的任務

與我國以往探月任務不同,嫦娥五號既要落月探測,又要采樣返回,任務更為復雜艱巨。六院研製的一系列空間姿控軌發動機,將在任務中派上大用場。

嫦娥五號探測器由着陸器、上升器、軌道器、返回器4部分組成。六院為着陸器、軌道器和上升器研製了三套推進系統,這是目前我國空間飛行器上最復雜的推進系統。

嫦娥五號靠什麼往返地月?

嫦娥五號靠什麼往返地月?

中國航天科技集團六院供圖

據六院專家介紹,這三套推進系統由77台大小不同、性能各異的軌姿控發動機組成。系統性能指標高、質量輕、推進劑使用效率高,既能經歷嚴酷的溫度環境,又能適應寬范圍使用溫度。由於系統復雜,對其可靠性也有着更高要求。

為了實現探月三期工程「回」的目標,探測器推進系統面臨極為嚴苛的減重要求。六院團隊在充分評估風險後,作出了着陸器用4台表面張力貯箱替代4台金屬膜片貯箱方案的更改,並反復驗證,完成了研製攻關,最終實現減重約26千克。

為了確保嫦娥五號能在月球平穩着陸,並從月球返回,六院為探測器量身定做了兩款3台新型發動機。其中,軌道器上的1台3000牛發動機,將為地月轉移、月地轉移中途修正、近月制動、離月加速提供推力;上升器上的1台3000牛發動機,相當於1枚微縮版運載火箭,將為月面起飛提供推力;探測器月面軟着陸任務,將由1台7500牛變推力發動機完成。

記者了解到,相比其它型號發動機組件,7500牛變推力發動機的流量調節器上,零件加工精度要求極高,公差達微米級,相當於1根頭發的80分之一。僅1根流量調節錐上,就有8處公差為微米級的加工難點。這在行業內通常被認為是絕不可能完成的,航天工匠們卻將這種不可能的任務完美實現。

來源:cnBeta