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专家解读着陆5大难点

发布时间:2020-07-13 17:31:34 阅读: 来源:全毛厂家

12月14日晚,嫦娥三号将在月球表面实施软着陆,这是此次嫦娥三号任务最大的难点,也是任务成败的关键所在。据悉,嫦娥三号将在近月点15公里处以抛物线下降,相对速度从每秒1.7公里逐渐降为零。整个过程大概需要12分钟。

“发射、近月制动、变轨和月面降落比较起来,后者更为关键。这对我们来说是一个全新的,也是一个最重要的考验。”中国探月工程总设计师吴伟仁表示。

难点一

能否落在指定的虹湾区域

能否在指定的月球虹湾区域准确落下,是嫦娥三号探测器实施软着陆首先面临的难题。

之前,嫦娥一号和嫦娥二号卫星已经解决了绕月飞行的技术问题。这一次,嫦娥三号探测器则要解决绕月成功后,能不能在指定区域落下来的问题。

这好比开汽车,在高速路上跑,速度慢了,耽误时间,速度太快,又不能及时刹车;要不就错过了目的地,要不就一头撞上去,不能成功完成任务。

所以,嫦娥三号的“刹车”时间是否合适、远近距离是否准确,都是此次发射任务的技术难点和关键。

难点二

最终落月地点选择仍有难度

嫦娥三号着陆地点,选在较为平坦的虹湾区域。但由于月球地形的不确定性,最终落月地点的选择,仍存在一定难度。

“月球表面从宏观的方面来说相对还是比较平坦的,但小范围,比如50米×50米或者10米×10米的小环境,它的地形地貌是什么样子,我们不是很清楚,也不知道最终会降落到什么地方,这对我们而言是一个很大的考验。尽管采取了很多措施,但风险还是比较大,因为那里的月石、月坑很多,可能碰到石头,也可能碰到壕沟,这些情况都可能存在。”吴伟仁说。

难点三

不能用空气摩擦实现减速

月球上没有大气,这就决定了月面着陆与地球着陆方式完全不同,它是真空状态下的软着陆。

“没有大气也就意味着不能利用空气摩擦实现减速。嫦娥三号探测器要实现月面安全软着陆,传统火箭发动机和推进系统无法完成这一任务。因为在月球这一无大气天体表面进行的软着陆机动飞行中,传统发动机无法实现推力的变化。”嫦娥三号探测器系统总设计师孙泽洲说。

为此次任务新研制的7500牛变推力发动机,能够进行连续可调节变推力,进而对嫦娥三号实现精准控制,很好地解决了这一难题。但由于是首次研制和使用,7500牛变推力发动机最终的表现如何,还有待软着陆当天的考验。

难点四

人工干预几乎为零

落月过程中,要实时测量探测器运动的速度、高度,随时调整,而且月面地形地貌很复杂,还要寻找安全的着陆区等,“这些工作都要在很短的时间内完成,而且完全靠探测器自主完成,所以自主导航控制是个难点。”孙泽洲说。

15公里开始的“动力下降”阶段,被业内人士形容为最惊心动魄的环节。嫦娥三号要完全依靠自主导航控制,完成降低高度、确定着陆点、实施软着陆等一系列关键动作,人工干预的可能性几乎为零。

“在这个时间段内测控都跟不上了,只能事先把程序都设定好。”嫦娥三号探测器系统副总指挥谭梅表示。

难点五

月尘附着或致探测器故障

西安治疗银屑病专科医院月壤具有一定的厚度,着陆器着陆、月球车行走等人为因素也会造成尘埃飞扬,月球尘埃如果附着于探测器表面,能引起光学系统灵敏度下降、机械结构卡死等故障。

此外,探测器落月时,来自月面的巨大冲击能量及探测器自身产生羽流是其安全着陆的最大威胁。探测器的着陆缓冲机构能否经受住考验,还得落月当天见分晓。(人民日报)

扩展阅读

人类,迈向太空的足迹

伴随着嫦娥三号顺利升空,太空探索再次成为街头巷尾的热议话题。登陆月球、探测火星、研究小行星,乃至深空探索、太空旅行,这些曾经遥不可及的梦想,正在拉近你与太空的距离。

登陆月球

月球探测是一项非常复杂并具高风险的工程。迄今为止,全球共进行了129次月球探测活动,成功率仅51%。根据探月工程副总指挥李本正介绍,全球仅有美国、苏联完成了13次月球表面的软着陆。美国实现了载人登月,苏联开展了两次月面无人巡视探测。

我国探月工程分“绕”“落”“回”三期。嫦娥一号承担一期“绕月”使命,圆满完成预定探测任务。嫦娥二号是嫦娥三号“先导星”,获得了7米分辨率月球三维影像,成功环绕探测日地拉格朗日L2点、飞越探测图塔蒂斯小行星,目前已飞离地球约7000万公里。

此次,由着陆器和巡视器组成的嫦娥三号探测器,将首次实现我国航天器地外天体软着陆,新研技术比例达到80%以上。嫦娥三号肩负着三大工程目标和三类科学探测任务。

三大工程目标分别是:突破月球软着陆、月面巡视勘察、深空测控通信与遥控操作、深空探测运载火箭发射等关键技术,提升航天技术水平;研制月球软着陆探测器和巡视探测器,建立地面深空站,获得包括运载火箭、月球探测器、发射场、深空测控站、地面应用等在内的功能模块,具备月球软着陆探测的基本能力;建立月球探测航天工程基本体系,形成重大项目实施的科学有效的工程方法。

三类科学探测任务分别是:月表形貌与地质构造调查;月表物质成分和可利用资源调查;地球等离子体层探测和月基光学天文观测。

近年来从事月球探测活动最多的是美国。2009年6月,美国发射月球勘测轨道飞行器(LRO)和月球坑观测与遥感卫星(LCROSS)。10月9日LCROSS成功撞击月球,发现了水。2011年9月,美国用德尔塔二号运载火箭将圣杯(重力恢复和内部结构试验室)探测器发射升空,实现双星环月探测。2013年9月,美国发射月球大气尘埃环境探测器,进行环月探测。

探测火星

与月球一样成为全球航天界“宠儿”的是火星,多个国家和地区在航天发展与规划中对火星“关爱有加”。

美国预计2014年将进行联合的非载人试射,2017年将实现火星载人试射,到2025年将完成火星探测计划。美国航空航天局局长博尔登曾表示,载人登陆火星是美国航天局的优先任务,为此美国还暂时放弃了重返月球的打算。

11月18日,美国“火星大气与挥发演化(MAVEN)”探测器发射升空,它将以前所未有的精度研究火星的上层大气,以帮助科学家揭开火星大气层变得稀薄之谜。探测器将于2014年9月22日抵达火星轨道。

俄罗斯航天部门表示,在2016年和2018年,俄罗斯准备向火星发射航天器,并寻找过去和现存的生命迹象,未来俄罗斯还打算发射到木星的航天器。

不光美国、俄罗斯把目标瞄准了火星。11月5日,印度“曼加里安”号火星探测器发射升空。“曼加里安”号携带由太阳能电池板供电的4台科研设备和一架照相机,将分析火星大气和地质等方面特征,并探索火星上是否曾存在某种原始生命形态。

如果美国、印度火星探测器成功入轨,那么,绕火星轨道上仍在工作的探测器将增至5个,目前的3个分别是美国的“奥德赛”与“火星勘测轨道飞行器”以及欧洲航天局的“火星快车”。

火星作为太阳系内的一颗行星,离地球距离较近,跟其他星球相比,跟地球的相似程度非常高,有稀薄的大气层,四季分明,科研价值很大,且被很多人认为是人类进行星际移民的首选之地。近年来,“机遇”号、“好奇”号火星探测器已登上这颗红色的星球。

未来还能走多远

如今距离地球最远的人类探测器是美国1977年发射的“旅行者1号”,目前距离地球约190亿兰州治疗牛皮癣医院公里。中国空间技术研究院研究员庞之浩认为:“在太空中190亿公里还能联系上,飞行了36年还在工作,这是一个奇迹,对人类探索未来也是个很大的鼓舞。”

人类想走得更远,首先要研制更先进的推进系统。据介绍,目前美国正论证研制核动力飞船,用目前的技术需花8个月的时间飞到火星,而用核动力飞船1至2个月就能到达。

与人类走得更远相比,航天专家认为现阶段人类更需要“精耕细作”考察太阳系。庞之浩介绍说,早期,人类在太阳系的活动还都是“普查”性质,大多走马观花;目前,发射的大多是探测某颗行星的专用空间探测器,对该行星进行“详查”,着眼于人类的未来。

除了月球和火星之外,美国等国家还在探测小行星,一方面可以研究如何防控小行星撞地球。更重要的是,一些小行星上有水,有稀有贵金属,它是太阳系形成时残留下来的初始物质,保存了太阳系形成时的大量珍贵信息。

航天技术拉近你与天空的距离

看着越来越多的飞行器往返天地,普通人不禁要问:我什么时候有机会到太空旅行?“从技术上看,目前载人去太空旅行没有问题,主要的问题是成本太高,即太空船票能否买得起。”中国航天科技集团载人飞船系统总设计师张柏楠表示。

目前太空旅行主要有轨道飞行和亚轨道飞行等。轨道飞行可以至少绕地球一圈,但是比较贵,在太空飞行两星期最早报价2000万美元,后来涨到3500万美元。亚轨道飞行就是虽然飞到100公里的太空,但并没有完整地围绕地球转一圈。英国维珍银河公司的亚轨道太空旅行业务每次将搭载4至6名游客。目前报价20万美元,以后可能还会下降。

费用是一方面,身体的承受能力是另一方面。据了解,目前美国和俄罗斯都对游客进行约半年的训练,以满足太空游的生理要求。在一系列培训项目中,除了“失重训练”“超重训练”,还有为避免眩晕的“转椅”“大回转秋千”等训练项目。

进入太空后,因为航天器的飞行速度不同,人们经历的“白天”和“黑夜”也跟地球上不一样。拿“神舟十号”来说,它每90分钟就会绕地球一圈,24小时之内航天员们就能看到10多次日出日落。因此,太空旅行也要“倒时差”。由此看来,太空旅行并不是一件轻松的事。

其实,即使不能到太空旅行,看似神秘的太空离我们也不遥远。车辆出行靠GPS,每天收看卫星电视直播,恶劣条件下依靠卫星电话,太空育种蔬菜已进入百姓家庭……

除了直接影响人们生活外,航天发展带来的间接影响对人类社会至关重要。航天技术脱胎于二战时发展起来的弹道导弹技术,靠人力计算弹道十分困难,由此促成世界上第一台计算机的诞生,使人类进入信息时代;美国为了扩大空间优势,适应空间飞行的需要,促使集成电路的诞生和发展;如今,超市中的货物编码随处可见,这项技术脱胎于阿波罗登月时用条形码对航天器进行管理……据统计,我国近年来开发使用的1100多种新材料,80%是在航天技术的牵引下完成的。目前已有近2000项空间技术成果运用于通信、纺织、石油、交通运输、医疗等行业。(半月谈)

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