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嫦娥五号发射三大看点

发布日期:2020年11月25日 来源 : 科技日报 字体: 【大】【中】【小】

11月24日4时30分,我国在文昌航天发射场用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器。郭文彬摄
 
  1看点
 
  “窄窗口多轨道”奔月发射方案
 
  2看点
 
  在太空完成长时间滑行高难度动作
 
  3看点
 
  为嫦娥五号定制“专属座椅”
 
  11月24日,长征五号遥五运载火箭托举嫦娥五号月球探测器呼啸升空。
 
  这是必威登录平台科技集团一院第6次执行探月工程发射任务。不同的是,此前任务均由长征三号甲系列火箭完成,而此次发射的嫦娥五号探测器重达8.2吨,是嫦娥四号的2倍有余,因此要由我国目前运载能力最大的“胖五”发射,将其直接送入近地点约200公里、远地点约41万公里的地月转移轨道。
 
  记者从一院了解到,此次发射凸显三大看点。
 
  奔月轨道15选1
 
  奔月之旅,路途遥远,“胖五”为了让“嫦娥”省点儿力气,可以说贴心至极。
 
  常规任务中,为火箭设计一条轨道就行了。但此次任务对火箭发射概率和发射窗口提出了更高要求,为克服台风过境影响、提升故障适应性,设计团队精心优化设计了“窄窗口多轨道”奔月发射方案。
 
  据一院长征五号火箭总体副主任设计师刘秉介绍,与近地轨道任务相比,探月任务的轨道设计更加复杂。由于地月距离较远,探测器用于中途修正所需的推进剂有限,而地球和月球的相对位置在不断发生变化,还要考虑火箭与探测器分离后的光照因素,这对轨道设计提出了非常高的要求。为了让嫦娥五号节省推进剂,在研制阶段,火箭团队开展了精细化的“窄窗口多轨道”关键技术验证攻关,可以在连续3天内,每天有50分钟的窗口,每10分钟一条轨道,共规划15条轨道,每条轨道均可以将探测器准确送达目的地。这样,嫦娥五号踏上奔月旅程后,可以减少轨道偏差的修正次数,既能节省燃料,也能更快地到达月球。
 
  这项技术,在今年7月长征五号遥四运载火箭发射天问一号火星探测器时,已经得到成功验证。因此,本次任务虽然要求较高,“胖五”照样应对自如。
 
  “胖五”挑战高难度动作
 
  此次任务中,“胖五”共计飞行了2200余秒。其间,它在太空完成了一个高难度动作——长时间滑行。
 
  滑行,是指火箭主发动机关机后,火箭靠惯性向前飞行。听上去丝毫不费力气,但实际上,长时间滑行对一枚火箭特别是一枚零下200多摄氏度的“冰箭”来说,可是不小的考验。
 
  刘秉说,长征五号火箭二级发动机一次关机到再次点火,间隔约935秒。在这一开一关之间,“胖五”要完成箭体姿态调整、真空状态下推进剂沉底、低温发动机二次启动前预冷等工作,动作非常多。另外,滑行时间长,火箭在空间辐射影响下的环境变化更加复杂,低温推进剂温度和贮箱承受的压力也在不断变化。
 
  在长征五号火箭立项之初,研制人员就将长时间滑行作为一大关键技术,对其长时间滑行适应性开展了深入细致的研究,并在长征五号火箭数次飞行中进行了验证。
 
  “嫦娥”坐得更舒适
 
  嫦娥五号块头大、体重大、结构复杂。为了让它“坐”得更安全、更舒适,研制人员下了不少功夫。
 
  他们开展了大量的器箭联合试验和分析,对探测器和火箭所处的电磁环境、力学环境、机械接口进行了多轮综合优化,让它们的固有频率错开,避免彼此之间产生共振。
 
  在“胖五”身上,还为嫦娥五号定制了“座椅”。刘秉说,通常卫星与火箭之间用包带相连,但最多只能满足2.8米直径的连接要求,而嫦娥五号块头太大,与火箭的接口直径达到3.1米,包带连接方式无法满足任务要求。因此长征五号火箭上采用了一种低冲击分离装置,既在飞行过程中连接得安全可靠,又能在器箭分离时降低冲击。
 
  此外,长征五号火箭整流罩上还专门为嫦娥五号设置了15个操作口和透波口,以便进行操作和传输数据。据介绍,此次任务火箭整流罩的开口数量和总面积超过了以往发射任务,对整流罩的设计及发射场联合操作提出了更高要求。(左秋红 记者 付毅飞)
 

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