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嫦五归来,太空快递如何用漫天星辰

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12月17日,嫦娥五号探测器在完成月球自动采样后返回地球,成功着陆于内蒙古四子王旗着陆场。嫦娥五号任务是中国探月工程“绕落回”三步走的收官之战,也是中国航天领域迄今为止最复杂、难度最大的任务之一。中国为何要去月球“挖土”?嫦娥五号探测器是如何再入返回地球?带回的月球样品又将如何使用?未来中国还会探索哪些星球?

图为裴照宇接受中新社“中国焦点面对面”专访。(图片来源:中新社)

中新社报道,中国国家航天局探月与航天工程中心副主任、探月工程三期副总设计师、嫦娥五号任务新闻发言人裴照宇接受中新社“中国焦点面对面”专访,进行权威解读。

访谈实录摘编如下:

记者:12月17日,嫦娥五号探测器“万里走单骑”结束月球任务返回地球,成功着陆于内蒙古四子王旗着陆场。您能否带我们简单回顾一下,嫦娥五号探月之旅是如何一路“过关斩将”?期间经历了什么?

裴照宇:嫦娥五号从年11月24日发射以来,经历了地月转移、近月制动、环月飞行,着陆器和上升器(组合体)进行月面着陆,开展了月面采样、月面上升、与轨道器进行交会对接和样品转移,之后轨返组合体进行环月等待飞行,然后又进行了两次月地入射、月地转移、高速再入地球,大概算下来是11个(飞行)阶段。

记者:您刚才提到嫦娥五号再入返回的方案,为了让它顺利回家,科技人员设计了一种独特方式,俗称在太空中“打水漂”。您能不能给我们解释一下什么是太空“打水漂”?实施“打水漂”的难度和关键点在哪里?

裴照宇:这一次嫦娥五号选择的再入方案,准确地说叫半弹道跳跃式再入。这里面有两个关键,一个是半弹道,一个是跳跃式。

嫦娥五号以(每秒)11公里左右的速度再入地球,主要面临两个问题。一(是)速度高会带来力的影响、热的影响,这个速度比地球轨道再入速度(每秒)七点几公里,要多三点几公里。我们采用跳跃式,通过两次再入地球,增大航程增加再入时间,使得力的冲击降低,热的影响也降低。

采用半弹道式,就是以初始的再入速度、姿态、再入角等作为再入的初始条件,通过升力控制实现对飞行轨迹的航向控制和俯仰控制,这样就可以更准确地落在预定着落地点。所以半弹道跳跃式再入解决了落点精度问题和再入过程的力的影响、热的影响问题。

我们平时都玩过打水漂,用一个片石打在水面上,在进入水面之后,水的升力会使片石再一次弹起,然后重力又会让它再一次进入水面以下。嫦娥五号返回器也大概是这个过程,它第一次进入大气之后,大气会给它提供一定升力,升力使得它又从大气层中出来,进入到大气层外,然后重力又会使它再次进入大气层,这就是我们所说的“打水漂”。

记者:嫦娥五号探测器在月面工作期间,只用19个小时就完成了月面自动采样,比预期要顺利一些。回头看整个过程,您觉得它实际的操作难度是要高于还是低于预期?

裴照宇:在嫦娥五号任务中,着陆之后的很多环节是过去没有经验的。第一个(难题)就是月面采样,因为要采用无人的方式,跟着陆的状态密切相关,跟月面的地形、地貌、地质也密切相关。在嫦娥五号任务中,采样虽然只花了19个小时,但是从过程来看,刚开始我们认为(着陆点)表面有点像沙漠与戈壁交界处的地貌,以为(月面)比较坚硬,(后来)用表取方式进行采样感觉还行,比较好采,所以采样时间就节省下来了。

(利用)节省下来的时间,我们又开展一些其它工作,比如国旗展示,有效载荷的第二次全面探测,还有上升的一些准备工作,这些工作原来预留的是8个小时,现在就显得更加从容。

记者:嫦娥五号在完成月面自动采样之后,也进行了一系列工作,其中有一个民众比较


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