“太空之吻”里竟有這樣一個重要考點

北京時間12月6日6時許，38萬公里外的環(huán)月軌道，嫦娥五號上升器攜帶月壤樣品與軌返組合體完成了一次“教科書式的對接”。軌返組合體以抱爪的方式與迎面而來的上升器緊緊相擁，這個過程一氣呵成。

這個“太空之吻”的成功意味著，繼地外天體的采樣與封裝、地外天體的起飛之后，嫦娥五號實現(xiàn)了中國航天的又一個“首次”——月球軌道交會對接。

很顯然，上述這句話包含了我國探月工程中三個重要的新技術進展。那么，小編今天就來梳理下嫦娥五號所具備的這三項超能力。

考點1：地外天體采樣與封裝

地外天體采樣是一個理論化的專業(yè)名稱，其實就是在地球以外的天體上采集樣本。這次，在月球上采樣，就是在月球上挖土�？茖W家們對這種操作設計了兩個模式——鉆取和表取。嫦娥五號探測器自動采樣任務采用表鉆結合、多點采樣的方式，設計了鉆具鉆取和機械臂表取兩種模式。

此外，嫦娥五號還配置了降落相機、全景相機、月壤結構探測儀、月球礦物光譜分析儀等多種有效載荷。探測器鉆取采樣前，月壤結構探測儀對采樣區(qū)地下月壤結構進行了分析判斷，為采樣提供數(shù)據參考。

月面采樣裝置是全新研制的，技術新、難度大，需要考慮飛行任務以及探測器的測控、光照條件、電源、熱控等各種約束。采樣期間還要面臨月面高溫的工作環(huán)境，月球表面白天溫度超過100攝氏度，無人采樣器要在這么高的溫度下正常工作，挑戰(zhàn)可不小。

考點2：地外天體的起飛

眾所周知，運載火箭在地球起飛是有一套完備的發(fā)射塔架系統(tǒng)的，點火起飛位置也經過了精確測算，飛行軌道也是一遍遍計算好的。但月面起飛完全不同，沒有“地勤”支持，一切都靠自己，且必須一次成功，難度極高。

起飛時，著陸器就是上升器的“發(fā)射塔架”。上升器必須自主確定自身姿態(tài)和位置。

上升器在起飛前數(shù)小時進入準備程序，地球上的科研人員根據之前獲得的著陸器的著陸時刻、上升器的姿態(tài)和位置等數(shù)據，計算上升器起飛時間、姿態(tài)軌道調整參數(shù)等一套數(shù)據，遠程注入上升器制導導航與控制(GNC)系統(tǒng)中心控制單元。到了預定的起飛時刻，主發(fā)動機自行點火，上升器起飛。

點火起飛前，著上組合體實現(xiàn)月面國旗展開以及上升器、著陸器的解鎖分離。此次國旗展開是中國在月球表面首次實現(xiàn)國旗的“獨立展示”，根據回傳影像顯示，五星紅旗在陽光照耀下，“中國紅”格外鮮艷。

這次起飛標志著中國首次掌握了地外天體起飛技術，中國人獨立自主完成載人登月、建立月球空間站，甚至走向更為深遠的太空將不再是夢。

考點3：月球軌道交會對接

經過幾十年的實踐探索，我國在載人航天領域已經熟練掌握了近地軌道交會對接技術，但是在38萬公里外的月球軌道上進行無人交會對接不僅在我國尚屬首次，而且也是人類航天史上的第一次。為此，從上升器進入環(huán)月飛行軌道開始，一直到軌返組合體與上升器完成對接與樣品轉移為止，設計師們?yōu)殒隙鹞逄柧�心設計了交會、對接、組合體運行、軌返組合體與對接艙分離等一系列關鍵動作，助推嫦娥五號實現(xiàn)完美對接。

從月面起飛算起，經過約6分鐘，250公里的飛行后，上升器進入與軌道器和返回器組合體交會對接的初始軌道。上升器啟動交會對接程序，之后要進行多圈的飛行，完成4次遠程導引，來到軌道器和返回器組合體斜上方位置，準備實施交會對接，把采集到的月壤轉移到返回器。

此次實施的交會對接嫦娥五號采用的是停控加抓取的方式，在軌道器追上上升器并以相同速度飛行過程中，從后面伸手牽過上升器之后拉緊實現(xiàn)完美的交會對接。

12月7日凌晨5時42分，我國嫦娥五號上升器與軌道器及返回器組合體成功完成了交會對接，并且在6時12分將樣品容器安全轉移至返回器中，轉移過程大約使用30分鐘時間，這是我國首次也是國際首次，探測器在距離地球大約幾十萬公里的月球實現(xiàn)了月球軌道無人交會對接。此次對接相對于神舟飛船交會對接月球軌道每圈有1/3的時間位于不可測弧段，因此地面科技人員人工導引至此結束后，后續(xù)的交會對接過程全部由系統(tǒng)智能自主完成。

在12月7日12時35分嫦娥五號軌道器及返回器組合體與上升器成功分離，已進入環(huán)月等待階段準備擇機返回地球，此刻讓我們靜靜等候嫦娥五號順利歸來。以往說，嫦娥奔月一去不回，這次嫦娥五號則演繹了奔月后帶回樣本的新的傳奇。

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