嫦娥抱“玉兔”逐梦广寒宫

石家庄新闻网 时间: 2013-12-02 09:36:08 来源: 石家庄新闻网

嫦娥抱“玉兔”逐梦广寒宫

嫦娥三号展开奔月之旅

中国探月工程迈出新步伐

12月2日1时30分,承载着中国首次地外天体软着陆和巡视探测任务的嫦娥三号月球探测器,从西昌卫星发射中心顺利升空,中国航天由此开启了一段崭新征程。

由着陆器和“玉兔”号月球车组成的嫦娥三号月球探测器,在月球表面软着陆后,“玉兔”号将驶离着陆器进行为期约3个月的科学探测。中国可望成为世界上第三个有能力独立自主实施月球软着陆的国家。

探月工程总设计师吴伟仁表示,我国有望在2020年前实现月球无人采样返回,从而完成无人探月工程“绕、落、回”三个探测阶段,为下一步载人探月奠定基础。

畅想中国航天新征程,“航天梦”必将为“中国梦”注入更强大动力。随着嫦娥登月成功,广袤的太空将会出现更多、更活跃的中国身影,把中华民族的梦想写在更加高远的太空……

新华社 文/图

2013年12月1日19时30分,西昌卫星发射场。群山环抱中,长征三号乙运载火箭静静地伫立在二号发射塔架旁。

它托举着的就是万众瞩目的主角——嫦娥三号。

6个小时后,承载着中国探月新梦想的嫦娥三号就将怀抱“玉兔”从这里启程,奔向36.8万公里之外的“月宫”。

低温燃料加注:火箭发射倒计时

发射场区,几名身穿蓝色静电服、手戴棉质手套的工作人员在二号塔架开始为第三级火箭添加“动力”——液氢和液氧。

火箭上端,雾气缭绕。尽管燃料贮箱进行了严格的保温设计,火箭周围的空气还是迅速地被冷凝成水汽。为了防止结冰,要不停地用氮气吹除,直至发射前的最后几秒。

发射塔架500米外燃烧池内,大火熊熊燃烧——

“液氢液氧是易燃、易爆的气体。米粒大的石子从一米的高处自由下落所产生的能量,就能把液氢引爆。因此加注时需要一边加注一边泄压。”加注手陈复忠说,从加注开始,要有两条专用管路不停地把汽化的燃料导入燃烧池,直到加注结束。

2日1时26分,低温燃料加注完毕。场区内,其他岗位人员已开始撤离。刚刚加注完毕的陈复忠将最后阶段的收尾工作重新检查一遍,之后迅速转入地下掩体。

素描

“三姑娘”

——嫦娥三号是如何设计出来的?

点火:“零窗口”发射

远控楼内,电测、遥测、外测等系统技术人员,对火箭进行最后的测试检查;指控中心大厅内,不同操作台前调度口令声此起彼伏;瞄准间里,科研人员正用瞄准仪密切监测火箭的姿态;发射场区草坪不远处,消防车、安全保障组随时待命。

“一分钟准备!”2日1时29分,零号指挥员鄢利清洪亮的声音,在静谧的山谷间骤然响起。

“5、4、3、2、1,点火!”1时30分,鄢利清发出铿锵有力的口令,发射控制台操作手白春波迅速按下了红色点火按钮。

“火箭完全按照‘零窗口’准时发射。”发射场系统副指挥长赵民看着指控大厅屏幕显示的发射时间说,这不仅可以保证嫦娥三号精确进入地月转移轨道,而且还节省了燃料,为探测器的后续工作提供动力。

捆绑着4枚助推器的火箭喷出一股橘红色烈焰,长征三号乙火箭拔地而起。巨大的火焰将导流槽内数百吨水瞬时化为气体。

一声仿佛空气被撕碎的声音瞬间爆发,轰鸣声向四周群山压来,站在千米之外的许多人不由自主地捂上了耳朵。

在这次任务中,嫦娥三号要求一次进入地月转移轨道,而且嫦娥三号的重量比嫦娥二号增加了1000多公斤,因此选用了长征三号乙改进型火箭。“它是我国目前推力最大的轨道运载火箭,运载能力达到5000多公斤。”火箭系统总设计师姜杰说。

10多秒后,向着东南方向飞行的火箭拖着长长的尾焰消失在茫茫夜幕中。

嫦娥三号探测器,是我国第一个“有腿”的航天器,也是中国人首次用来尝试地外天体软着陆的航天器。“三姑娘”长什么样,与此前的嫦娥一号、二号相比有什么特点,是如何设计出来的?记者采访了中国航天科技集团的有关专家。

构型设计

—— 四腿六轮

据介绍,“三姑娘”有四条腿六个轮子,是着陆器和巡视器(俗称“月球车”)的组合体。与嫦娥一号、二号不同,嫦娥三号在名称上不叫卫星而叫器,是我国第一个“有腿”的航天器。

航天科技集团主任设计师杨建中介绍,这样的组合构型,是由其任务特点决定的。嫦娥三号任务主要有两个,一是实现月面软着陆,二是实施月面巡视勘察。这需要它既能落到月面上,还能自主动起来。将任务分解给两个探测器,有助于加快研制进度。

落月之前,巡视器作为一个载荷被安装在着陆器上,本身并不工作。整个前期飞行、动力下降以及实施软着陆过程,都是由着陆器完成的。到月面后,二者互相配合,将巡视器释放到月面上,成为两个独立的探测器,各自在月面开展探测任务。

巡视器包含8个分系统,其中最有特色的当属移动分系统。从外形上看,就是巡视器的6个轮子。

路径设计

——前所未有

此前,嫦娥一号和二号对到达月球的路径已经做了先期的成功探索。由于任务需要,嫦娥三号的路径设计还要在此前基础上更进一层,且难度和风险大大增强。它要在近月点15公里处进行动力下降,接着实现月面软着陆,然后再进行月面巡视勘察。

这15公里的动力下降,是以抛物线下降。探测器的相对速度要从1.7公里/秒逐渐减为0,过程主要靠探测器自主来完成,人工干预的可能性几乎为零。距月面100米处时,探测器还要悬停,对月面进行拍照,避开障碍物,寻找着陆点。

功能设计

——可以盖被子生炉子

不同于地球,月球表面昼夜温差较大,温度高时有120摄氏度,温度低时在零下180摄氏度。而且,月球的昼夜交替周期也较长,这给“三姑娘”的月面生存带来了很大的难度。

中国航天科技集团着陆器热控分系统主任设计师刘自军用“盖被子”“生炉子”和“开空调”等熟知的概念解释热控设计。嫦娥三号上有一个多层隔热组件,也就是所谓的“被子”,可以双向隔热,外部高温时候热量不能往里传,外部寒冷时候里面热量不能往外漏。

寒冷时“三姑娘”还得“生炉子”。“炉子”主要是同位素核源,它能够持续放热。设计师们还设计了重力驱动的两项流体回路,在需要的时候将热量导入舱内,不需要的时候切断传热途径。

到了月昼时,虹湾温度迅速升高至90摄氏度,在月球表面,散热的方式只有热辐射。设计师们在探测器上精心设计了几个散热面,可以把设备发出的热量散出去。

有了这些手段和方法,“三姑娘”便能很好地保护自我,在月面上生存下来,从而用携带的科学载荷进行工作。目前,着陆器主要携带了极紫外相机、月基望远镜、地形地貌相机,还有一些对月面、月尘进行测量的工程载荷。巡视器主要携带了测月雷达、全景相机、红外光谱仪和粒子激发X射线谱仪,开展相应的科学探测任务。通过它们,科学家们将为后续的月球探测积累数据,普通百姓也可以更好地认识宇宙。 (新华社北京12月1日电) (本版照片均为新华社发)

器箭分离:嫦娥三号精确入轨

火箭腾空而起的那一刻,整个探月工程的上万名参试人员和数万台套设备一齐启动。

由北京航天飞行控制中心,西安卫星测控中心,青岛、厦门、喀什等地测控站,以及远望号海上测量船组成的测控网对火箭实时跟踪。

发射场指控中心大厅的巨大屏幕上,各类数据、图表随着火箭的飞行轨迹频频变化,三维环境下的全程数据实时仿真系统以三维动画,真实、直观地显示着火箭的飞行状态。

火箭一二级分离、火箭二三级分离,三级发动机一次关机、三级发动机二次点火、三级发动机二次关机,器箭组合体始终保持正常飞行姿态。

这是西昌卫星发射中心组建以来的第83次发射,也是全世界第130次月球探测活动。

2日1时48分许,器箭分离。指控大厅里,此前一直紧绷着神经的工作人员,脸上露出了轻松的笑容。

北京航天飞行控制中心传来数据显示,卫星在太平洋上空正高速进入近地点210公里、远地点约36.8万公里的地月转移轨道……

按照科学家设计的奔月路,嫦娥三号接下来将经过主减速段、快速调整段、接近段、悬停段、避障段、缓速下降段等6个阶段的减速,实现从月距面15公里的高度下降至月球表面。

2日2时18分许,太阳翼展开。对于在轨运行的嫦娥三号来说,太阳是其电能的主要来源。

西昌卫星发射中心主任张振中宣布:嫦娥三号发射任务取得圆满成功!

此时,嫦娥三号卫星在浩淼太空中快速飞行。月宫,正期待着这位中国访客的到来……

(新华社西昌12月2日电)

嫦娥三号的新使命 新挑战 新看点

嫦娥三号发射升空。嫦娥三号承担什么样的新使命?会遇到哪些新挑战?有哪些值得关注的新看点?围绕这些问题,新华社记者采访了多名航天专家。

新使命:首次软着陆月球和月面巡视勘察

嫦娥三号的任务包括以下四个方面:

——发射嫦娥三号探测器,实现月球软着陆,验证月球软着陆自动控制技术。

——实现巡视器释放分离与转移,进行月面行走,验证月面巡视和遥操作技术。

——着陆器与巡视器进行月夜休眠和月昼唤醒,验证航天器月夜生存技术。

——考核嫦娥三号探测器、长征三号运载火箭的功能与性能,以及发射场、测控、地面应用系统执行任务的能力。

新挑战:嫦娥三号需要迈过7道“坎儿”

嫦娥三号来说,面临着7大难点,需要迈过7道“坎儿”,包括多窗口窄宽度准时发射、月面软着陆、两器分离、月地间遥操作、月面生存、测控通信、地面试验验证等。

对于最为关键的“落月”这一环节来说,就面临三大难点:首先是平稳着陆,其次是月球车适应月球表面地形,第三是月球车必须能够抵御温差高达300多摄氏度的严寒酷暑。

新看点:6项“首次”彰显自主创新

首次实现我国航天器在地外天体软着陆。中国将成为继美苏之后第3个实施月球软着陆的国家。

首次实现我国航天器在地外天体巡视探测。全世界只有美国实现了载人登月,苏联开展了2次月面无人巡视探测任务,中国是第2个实施无人月球巡视探测的国家。

首次实现对月面探测器的遥操作。

首次研制我国大型深空站,初步建成覆盖行星际的深空测控通信网。

首次在月面开展多种形式的科学探测。

首次研制建设一系列高水平特种试验设施,创新形成了一系列先进试验方法。

(新华社西昌12月1日电)

中国探月工程的五大系统

月球探测卫星系统:由中国空间技术研究院负责研制的月球探测卫星命名为嫦娥系列卫星。嫦娥三号探测器主要由着陆器和巡视器组成。任务期间,它们主要承担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等三项任务。

运载火箭系统:由中国运载火箭技术研究院负责研制的运载火箭是把搭载的卫星送入预定轨道的运载工具。嫦娥三号发射使用长征三号乙改进型火箭,这是我国目前最大推力的运载火箭。

发射场系统:主要负责组织指挥火箭的组装、测试、加注及发射,同时负责提供卫星的组装、测试和发射保障,火箭发射后的跟踪测量和控制。

测控系统:主要负责火箭及卫星的轨道测量、图像及遥测监视、遥控操作、数据注入、飞行控制等。测控系统主要由北京飞行控制中心,喀什、佳木斯等地面测控站和远望号远洋航天测量船组成。

地面应用系统:由中国科学院国家天文台负责研制和建设。地面应用系统由数据接收、运行管理、数据预处理、数据管理、科学应用五个分系统组成。

编辑: 孙丽君

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