有分工有合作,還互拍
嫦娥三號(hào)著陸器:在月面著陸區(qū)進(jìn)行就位探測(cè)。
“玉兔”號(hào)月球車:在月面“走”起來(lái)進(jìn)行巡視探測(cè)。
合作:兩器將進(jìn)行互拍,共同完成月表形貌與地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查;月表物質(zhì)成分和可利用資源調(diào)查;地球等離子體層探測(cè)和月基光學(xué)天文觀測(cè)。
?昨天晚上9點(diǎn)14分左右,嫦娥三號(hào)月球探測(cè)器平穩(wěn)降落在月球虹灣,并在4分鐘后展開(kāi)太陽(yáng)能電池帆板。這是中國(guó)航天器第一次在地外天體成功軟著陸,中國(guó)成為繼美國(guó) 、前蘇聯(lián)之后第三個(gè)實(shí)現(xiàn)月面軟著陸的國(guó)家。同時(shí),中國(guó)也因此成為世界航天史上唯一在月球上一次性成功著陸的國(guó)家。前蘇聯(lián)直到第12次嘗試才首獲成功,美國(guó)也在品嘗了3次失敗苦果后方平安著陸。
成功著陸之后,嫦娥三號(hào)立即進(jìn)入月面工作時(shí)間。在著陸8個(gè)小時(shí)左右后,月球車“玉兔”將緩步走下著陸器,和著陸器互拍“靚照”,并開(kāi)始月面巡視探測(cè)。
穿越黑色720秒堪稱完美
嫦娥三號(hào)完全依靠自主能力,從15公里高空穩(wěn)降在月球虹灣預(yù)定區(qū)域
據(jù)央視直播,在嫦娥三號(hào)著陸的過(guò)程中,北京飛控大廳的大屏幕上,實(shí)時(shí)顯示嫦娥三號(hào)的三維模擬圖像。根據(jù)專家介紹,這些模擬信號(hào)是由遙測(cè)信號(hào)實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng),因此能準(zhǔn)確顯示嫦娥三號(hào)在月球上空著陸的全過(guò)程。在著陸最后的720秒里,嫦娥三號(hào)完全依靠自主能力,從15公里高空穩(wěn)穩(wěn)地降落在月球虹灣的預(yù)定區(qū)域。這一過(guò)程,地面無(wú)法干預(yù),但嫦娥三號(hào)的落地表現(xiàn),堪稱完美。
昨晚8點(diǎn)53分,嫦娥三號(hào)在地面人員控制下收起一對(duì)“翅膀”—太陽(yáng)能帆板,避免遭受沖擊折斷雙翼;落月之后再重復(fù)展開(kāi),吸收陽(yáng)光為著陸器和“玉兔”充電。這兩塊太陽(yáng)能電池帆板還將充當(dāng)著陸器的“遮陽(yáng)傘”,當(dāng)月午溫度過(guò)高時(shí),太陽(yáng)翼將輕輕立起來(lái)為著陸器遮陽(yáng)。
9點(diǎn)12分,嫦娥三號(hào)在7500牛反推力發(fā)動(dòng)機(jī)的作用下,將速度降低到零,在距離月面100米處實(shí)現(xiàn)懸停。在懸停的25秒中,嫦娥三號(hào)利用腹部的敏感器對(duì)著陸區(qū)進(jìn)行觀測(cè),以避開(kāi)障礙物,選擇最利于著陸的平坦月面。在此過(guò)程中,降落相機(jī)以每秒10張的速度拍攝月球表面,并將其中的10張照片傳送回地球。
9點(diǎn)14分,在選定著陸地點(diǎn)后,嫦娥三號(hào)平穩(wěn)落月。著陸過(guò)程的最后數(shù)米中,嫦娥三號(hào)關(guān)閉反推發(fā)動(dòng)機(jī),自由落體,利用四條具有緩沖功能的“大腿”穩(wěn)穩(wěn)降落在月球上。
7500牛變推力發(fā)動(dòng)機(jī)立功
為我國(guó)首次應(yīng)用于航天器,沒(méi)有備份,存在很大風(fēng)險(xiǎn)
月球上沒(méi)有大氣,不能依靠空氣摩擦減速,因此降落傘以及傳統(tǒng)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)系統(tǒng)都不適用。此次嫦娥三號(hào)能夠如此完美降落在月球,7500牛變推力發(fā)動(dòng)機(jī)功不可沒(méi)。這也是我國(guó)探月工程乃至整個(gè)航天事業(yè)中首次使用可變推力發(fā)動(dòng)機(jī)。
據(jù)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)專家、中國(guó)航天科技集團(tuán)公司第六研究院院長(zhǎng)譚永華介紹,嫦娥三號(hào)在飛行過(guò)程中由于推進(jìn)劑的消耗,探測(cè)器的重量會(huì)逐漸減少,所以推力也會(huì)往下調(diào)。可變推力是指發(fā)動(dòng)機(jī)能夠產(chǎn)生從1500牛到7500牛的可調(diào)節(jié)推力,從而對(duì)嫦娥三號(hào)的著陸過(guò)程實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制。“這是我國(guó)首次將變推力發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用于航天器。變推力發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有備份,又是首次使用,因此存在很大風(fēng)險(xiǎn)。”嫦娥三號(hào)探測(cè)器系統(tǒng)首席科學(xué)家葉培建院士說(shuō)。
在嫦娥三號(hào)成功著陸之后,這臺(tái)7500牛的可變推力發(fā)動(dòng)機(jī)就完成了其歷史使命。航天六院副院長(zhǎng)劉志讓介紹說(shuō),和嫦娥一號(hào)、二號(hào)相比,嫦娥三號(hào)的推進(jìn)分系統(tǒng)是一個(gè)全新的動(dòng)力系統(tǒng),除了1臺(tái)7500??勺兺屏Πl(fā)動(dòng)機(jī)外,還包括若干臺(tái)姿控發(fā)動(dòng)機(jī)組成。7500牛變推力發(fā)動(dòng)機(jī)從地月轉(zhuǎn)移階段即開(kāi)始工作。12月6日,它成功點(diǎn)火,幫助嫦娥三號(hào)完成“太空剎車”,從而被月球“捕獲”,進(jìn)入環(huán)月軌道。“嫦娥三號(hào)上的這臺(tái)7500牛變推力發(fā)動(dòng)機(jī),是我國(guó)目前推力變化范圍最大的發(fā)動(dòng)機(jī)。從2008年開(kāi)始研制,先后完成了發(fā)動(dòng)機(jī)論證、設(shè)計(jì)、鑒定試驗(yàn)、工藝技術(shù)攻關(guān)、熱試車,性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。”
四條“大腿”助平穩(wěn)落月
著陸腿能承受沖擊和壓力,輕巧,能保證儀器設(shè)備安全
在嫦娥三號(hào)降落的最后數(shù)米,為避免掀起過(guò)多的月塵,嫦娥三號(hào)關(guān)閉了反推發(fā)動(dòng)機(jī),采用自由落體的方式降落。在這一過(guò)程中,如何減緩自身1噸體重帶來(lái)的沖擊力,是嫦娥三號(hào)面臨的一大難關(guān)。
為此,嫦娥三號(hào)探測(cè)器上使用了一個(gè)著陸緩沖分系統(tǒng),也就是嫦娥三號(hào)的4條“大腿”,嫦娥三號(hào)也因此成為我國(guó)第一個(gè)有“腿”的航天器。
???? 據(jù)專家介紹,美國(guó)和前蘇聯(lián)航天器的地外軟著陸方式主要有三種:一種是氣囊彈跳式,但這種方式難以滿足嫦娥三號(hào)探測(cè)器重量的要求;另一種是空中吊車式,但控制起來(lái)很復(fù)雜;因此嫦娥三號(hào)選擇了第三種,也就是“緩沖腿式”著陸,這有點(diǎn)類似于汽車中的減震機(jī)構(gòu)。
???? 探測(cè)器系統(tǒng)著陸器著陸緩沖分系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師楊建中介紹說(shuō),著陸緩沖機(jī)構(gòu)主要用于緩沖著陸器的沖擊能量,俗稱著陸腿。著陸腿具有“強(qiáng)、輕、柔、穩(wěn)、多、新、全、難”的特點(diǎn)。著陸腿不僅有強(qiáng)度承受沖擊和壓力,自身輕巧,著陸方式柔和、姿態(tài)穩(wěn)定,能保證儀器設(shè)備安全。另外,著陸腿還有收攏、展開(kāi)、支撐的功能,觸月時(shí)還能發(fā)來(lái)信號(hào)。而作為具有中國(guó)特色的新型著陸腿,在實(shí)現(xiàn)了技術(shù)跨越和團(tuán)隊(duì)建設(shè)的雙豐收的同時(shí),也經(jīng)歷了艱難的開(kāi)發(fā)研制過(guò)程。