北京時間11月24日消息,今天淩晨4時30分,長征五號遙五運載火箭成功在中國文昌航天發射場發射探月工程嫦娥五號探測器,火箭飛行約2200秒後,順利將探測器送入預定軌道,開啟我國首次地外天體采樣返回任務。
曆史上人類采集過9次月壤,其中美國6次,前蘇聯3次。其中,蘇聯月球16號、月球20號和月球24號3個無人月球探測器進行了3次月球采樣返回任務,帶回的月球土壤樣品僅約330克,而時隔44年,我國僅嫦娥五號1個探測器就計劃帶回2千克月球樣品,堪稱是我國航天領域迄今最複雜、難度最大的任務之一。嫦娥五號成功發射有望實現五項“我國首次”,分別是:地外天體的采樣與封裝;地外天體的起飛;月球軌道交會對接;攜帶樣品高速地球再入;樣品的存儲、分析和研究。
嫦娥五號探測器由軌道器、返回器、著陸器、上升器四部分組成,“嫦娥五號”將經曆11個飛行階段:發射入軌、地月轉移、近月製動、環月飛行、著陸下降、月麵工作、月麵上升、交會對接與樣品轉移、環月等待、月地轉移、再入回收。在環月飛行後,著陸器和上升器組合體將與軌道器和返回器組合體分離,軌道器攜帶返回器留軌運行,著陸器承載上升器擇機在月球正麵最大的月海風暴洋北部呂姆克山區域軟著陸,開展月麵自動采樣等工作,采樣目標是采集約2公斤月壤並送回地球。據悉,這裏存在著上億年前的玄武岩,研究它們有利於推進對月球火山活動和演化曆史的認識。研究月球樣品的重要成果之一,是發現其中含有氦-3,它是高效且清潔安全的核聚變發電燃料。
回顧發射全程
嫦娥五號任務流程
此次嫦娥五號任務一共持續20多天,任務時間長,看點也非常多,總的來說是:一發、一落、一采、一升、一會、一回;其間還涉及探測器的四個組成部分,也就是上升器、著陸器、返回器、軌道器的多次分離組合。
一發
嫦娥五號發射任務在中國文昌航天發射場進行,由長征五號遙五運載火箭將嫦娥五號探測器送入地月轉移軌道。
一落
嫦娥五號抵達環月軌道後,由著陸器和上升器組成的著上組合體與由軌道器和返回器組成的軌返組合體分離,並降落在月球正麵風暴洋北部。
一采
著上組合體在月麵通過鑽取和表取兩種采樣方式,采集約兩公斤月表岩石和土壤樣品,同時開展科學探測。
一升
完成采樣和封裝後,就進入月麵上升段,上升器將以著陸器為基座,從月麵起飛。
一會
上升器到達環月軌道後,將與軌返組合體進行月球軌道交會對接,並將樣品轉移到返回器內。
一回
軌返組合體與上升器分離後飛返地球。途中,返回器還將與軌道器分離,並通過半彈道跳躍式再入的方式返回並著陸。
嫦娥五號是中國探月工程
繞、落、回三步走收官之作
2007年,我國第一顆月球探測衛星嫦娥一號發射升空,13天後進入月球環繞軌道展開科學探測,並成功獲取了全月球影像圖。第一步“繞月”順利完成。
2013年12月,嫦娥三號的成功落月,實現了中國航天器首次地外天體的軟著陸。
2019年1月,嫦娥四號成功登陸月球背麵,首次實現了月球背麵的軟著陸。
嫦娥五號任務,就是承擔探月工程三步走——“繞、落、回”中的“回”,也就是首次進行地外天體采樣返回任務。
作為我國探月工程“繞落回”三步走的最後一步,本次嫦娥五號任務計劃還有三大工程目標:一是突破月球采樣返回的相關關鍵技術,二是實現月麵采樣返回,三是完善月球探測體係,為後續任務奠定基礎。
嫦娥五號任務實現
中國航天史上多個“首次”
嫦娥工程此前完成了嫦娥一號、二號、三號、四號以及五號T1試驗器的任務,每一次任務都在上一次任務的基礎上有所突破。此次嫦娥五號的任務,實現了中國航天史上的多個“首次”。
首次在月球表麵自動采樣。此次任務中,嫦娥五號著陸器與上升器組成的著上組合體將在月球表麵自主完成月壤采集,並將樣品封裝進上升器中。作為首次采樣,取多取少不是重點,取到了就是成功。
首次從月麵起飛。嫦娥五號著上組合體完成采樣後,上升器將從月麵起飛,將樣品帶入環月軌道,這是我國的航天器首次從月球表麵發射升空。
首次在38萬公裏外的月球軌道進行無人交會對接。上升器上升到環月軌道後,將與軌道器、返回器組成的軌返組合體交會對接,把采集樣品轉移到返回器內。此前我國執行的交會對接都是在環地軌道上進行的,在環月軌道上進行交會對接,距離更遠,也更有挑戰性。
首次帶月壤以接近第二宇宙速度返回地球。以接近11.2公裏/秒的第二宇宙速度返回地球,雖然不是我國航天工程的新課題,但此次返回器中攜帶著珍貴的月壤,對於返回器的安全性提出了更高的要求。
嫦娥五號的“專屬座駕”
此次的嫦娥五號任務還有一個特別有趣的巧合,就是將用長征“五”號遙“五”火箭發射嫦娥“五”號,“三個五”組合。
據航天科技集團一院長征五號火箭總體主任設計師黃兵介紹,長五火箭研究的目標,就是瞄著嫦娥五號來開展相關的一些設計的。所以這不隻是巧合,這個胖胖的家夥在研製之初就已經被定為嫦娥五號的“專屬座駕”。
截至目前,長征五號火箭已經執行了4次發射任務,並成功完成了首次應用性飛行任務。這也標誌著,這型火箭已經獲得了全麵的驗證,可以正式上崗承擔更多的發射任務。
未來,長征五號係列火箭將成為中國航天的主力運載工具,承擔探月工程、空間站建設以及深空探測等多個重大工程的發射任務。
我國首次開啟地外天體采樣返回之旅,NASA評價嫦娥五號發射成功