回顧:

嫦娥五號成功進入月地轉移軌道

新華社12月13日報道,記者從國傢航天局獲悉,12月13日9時51分,嫦娥五號軌道器和返回器組合體實施第二次月地轉移入射,在距月面230公裡處成功實施四臺150牛發動機點火,約22分鐘後,發動機正常關機。根據實時遙測數據監視判斷,軌道器和返回器組合體成功進入月地轉移軌道。

後續,攜帶月球樣品的嫦娥五號軌道器和返回器組合體將在月地轉移過程中進行中途軌道修正,並擇機實施軌道器和返回器的分離。

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從正式走上回程路,到成功降落內蒙古四子王旗預定降落點,嫦娥五還面臨著三個挑戰。

1、軌道精度控制

為瞭讓嫦娥五號準確瞄準地球,不走彎路,地面測控團隊需要運用各種手段確保嫦娥五按預定軌道返回。

因為再入地球的走廊非常窄,再入角度隻有很小的范圍。如果嫦娥五載的再入角度大於或者小於這個角度范圍,都很難正常返回。

為瞭確保再入角度的精準,必須從開始返回時就對嫦娥五進行精準測控,使其按照預先設計的再入軌道行進。

所謂差之毫厘謬以千裡,軌道偏差的影響力在這個時候是最明顯的。

2、半彈道跳躍式返回

之所以采用這種返回方式,是因為嫦娥五從月球返回後,其返回大氣層的速度接近第二宇宙速度,11.2公裡/秒,這個速度比神舟飛船的速度快瞭不少。

開車的朋友有經驗,速度越快,在同等剎車條件下,剎車的距離就更長。

半彈道跳躍式返回,就是讓嫦娥五進入大氣層後,還要經歷一段再上升的階段,用“打水漂”來表示很貼切。

目的就是盡量延長其在大氣層中“剎車”的距離,把速度降到理想狀態。

3、兩次黑障

飛行器高速進入大氣後,與大氣高速摩擦會讓飛行器表面氣化,產生包裹飛行器的等離子流場。這東西會屏蔽飛行器與地面的通信,這就是“黑障”現象。

因為嫦娥五計劃采取“打水漂”的再入方式,將會有兩次再入大氣層,需要經歷兩次“黑障”。

雖然在黑障期通訊中斷,有一定的風險。但並不意味著嫦娥五會失控,很多重要指令已預先註入飛行器。飛行器可以按照指令內容自主執行。

總結

所以,嫦娥五號要著陸內蒙古四子王旗,還有不少挑戰。

6年前,我們的嫦娥五號飛行試驗器,已經做過一次返回測試。

當時試驗器也是以接近第二宇宙速度進入大氣層,采用的也是打水漂的返回方式。

試驗器首先進入大氣層,經過跳躍彈起後,再次進入大氣層,最終圓滿降落在四子王旗。

通過那次試驗,我們的航天專傢已經掌握瞭航天器再入返回地球的關鍵技術。

上圖是當年嫦娥五號飛行試驗器拍攝的地月合影照,此時的嫦娥五也正在返回的路上。

探月任務已經圓滿完成瞭70%,剩下30%,有瞭前面這些經驗,成功率就大大提高瞭。

也預祝嫦娥五能順利降落四子王旗,完成這次探月旅程。

嫦娥五號完成首次月地轉移軌道修正

Source: m.cnbeta.com