嫦娥五號踩了腳太空「剎車」「近月制動」究竟是什麼?

11月28日,經過約112小時奔月飛行,嫦娥五號探測器在距月面400公里處成功實施3000牛發動機點火,約17分鍾後,發動機正常關機。根據實時遙測數據監視判斷,嫦娥五號探測器近月制動正常,順利進入環月軌道。

近月制動:關鍵「剎車」 確保被月球捕獲

近月制動是嫦娥五號探測器飛行過程中關鍵的軌道控制之一。只有順利完成這一步,探測器才能進入月球軌道繞月飛行,並實現後續的着陸和采樣。

簡單地說,地月轉移軌道就像一條從地球通往月球的高速路,而火箭與探測器的分離點,就是這條高速路的入口。經過一段時間飛行,嫦娥五號探測器在即將到達月球的時候就要從出口駛離高速,就需要它將速度降下來,這樣才能夠到達環月軌道。

嫦娥五號踩了腳太空「剎車」「近月制動」究竟是什麼?

航天科技集團八院 嫦娥五號探測器副總指揮 張玉花:靠近月球的時候,要減速被月球引力捕獲,然後在靠近月球軌道的近地點的時候,我們要點火,然後形成環月軌道,這個就是近月制動的功能了。對它如果不踩剎車的話,它就從月球邊上飛過去了。

張玉花介紹,近月制動的這一腳剎車,在嫦娥一號任務時候就已經掌握,但不同的是,這一次的近月制動對於精度要求更高。

嫦娥五號踩了腳太空「剎車」「近月制動」究竟是什麼?

張玉花:因為我們離開地球奔月的時候可能是十點幾公里的速度,然後繞月的時候可能就是三點幾公里的速度,我們的3000牛發動機要比較長時間的點火,在靠近近月點的前一段到後面那一段要點十幾分鍾。

嫦娥五號踩了腳太空「剎車」「近月制動」究竟是什麼?

通過近月制動,嫦娥五號探測器成功到達月球軌道之後,才能夠繼續開展後續月球采樣的相關准備工作。所以,近月制動也是後續工作展開的重要基礎。

嫦娥五號還需進行一次近月制動

據了解,盡管已經成功進入月球軌道,但是嫦娥五號探測器後續還需進行一次近月制動,將軌道調整到可以執行着陸等動作的高度。

此前,在嫦娥三號、嫦娥四號任務中進行近月制動的發動機推力達到了7500N,而此次重量達到8噸的嫦娥五號探測器,使用的卻是3000N的發動機進行近月制動。為了解決重量變大,但推力較小的問題,嫦娥五號選擇通過兩次近月制動,完成月球捕獲。

嫦娥五號踩了腳太空「剎車」「近月制動」究竟是什麼?

航天科技集團五院嫦娥五號總體主任設計師 孟占峰:因為太重了,我們第一次剎車先捕獲成一個環月的大橢圓軌道,這個軌道周期是約8個小時。我們在這上面轉三圈,經過一天之後,我們再第二次近月制動,最終才進入200公里的環月圓軌道。

嫦娥五號踩了腳太空「剎車」「近月制動」究竟是什麼?

近月制動完成後,嫦娥五號任務就進入到控制任務最為緊湊的階段。有大量重要、密集的動作需要在一周的時間內完成。

嫦娥五號踩了腳太空「剎車」「近月制動」究竟是什麼?

首先就是要完成四器分離,形成軌道器與返回器,着陸器與上升器的兩兩組合體。隨後控制軌返組合體在環月軌道上繼續運行,進行四次軌道控制後進入到交會對接的目標軌道。還要控制着上組合體完成動力下降,着陸月面後開始工作。

嫦娥五號踩了腳太空「剎車」「近月制動」究竟是什麼?

北京航天飛行控制中心嫦娥五號任務北京總調度 劉建剛:着陸月面之後,我們要在月面48個小時之內,開展月面采樣和起飛准備的工作。月面起飛了之後,着上組合體同樣要進行4次遠程導引控制,到達一個交會對接的位置,然後組織交會對接和樣品轉移。大概有十幾個重要控制需要在一周的時間內全部完成。

來源:cnBeta