作者:斎藤信
审核:円岛

  北京时间2020年11月24日4时30分,长征五号遥五运载火箭搭载嫦娥5号探测器于海南文昌卫星发射中心成功发射升空。央视新闻与“我们的太空”新媒体联手对本次发射任务进行了全程直播,可见中国航天对本次发射任务的信心之高,这回我们就来聊聊这嫦娥5号。

  可能不少人要问了,嫦娥5号任务都有哪些技术难点呢?

  我们分别从发射前和发射后来看看。

发射前:

  发射前我们就单举一个加注的例子。 嫦娥5号本次采用的是组合体加注方式,整机共配置600多台(套)产品推进分系统,其中200多台(套)双组元推进分系统的推进剂加注时,嫦娥5号已经处于四器——即上升器,着陆器,返回器和轨道器——组合体状态,虽然这样更加接近飞行时的状态,可以简化总装流程,降低总装技术风险,但比起单器状态推进剂加注的难度和风险却大了很多。嫦娥5号探测器系统副总师、六院型号总师红星这样描述:“12个贮箱,要分成6组来加注;两种贮箱类型,金属膜片贮箱和表面张力贮箱;有需要抽真空的,有常压的;有需要对推进剂降温的,有希望保持常温的,加注方式各不相同;加注顺序还有交叉,要先加燃料,再加氧化剂,最后又回到燃料。此外,管子长、路数多、分叉多……需要关注的点多了很多。” 在他看来,嫦娥五号“四器”组合体状态下的加注,是我国航天器加注史上最复杂的一次。让我们来看一组数据对比:“组合体状态下的加注,与探测器的接口从单器状态的五六个增加到近20个,加注用的产品端管子路数从五六路增加到了近20路。组合体状态下,很多加注口位置抬高了,导致管路走向更加复杂、长度长了很多。以前,要保证管子不漏,只需照管好五六路、几十米长的管子,现在则需要同时管好近20路、约三百米长的管子。” 在四器组合状态下,嫦娥五号“摞起来高达八九米,很多凸出物如天线都装好了,加注工人在操作时,犹如在高处探出半个身子钻进设备丛林里,除了要精确完成自身操作外,所有其他产品都不能碰,连掉一个垫片都不行。”

发射后:

  嫦娥5号探测器是由航天科技集团研制的中国首个实施无人月面取样返回的月球探测器,总质量约8.2吨,也是我国截至目前所研发的最重最复杂的太空探测器。它将在月面自主完成采样,接着上升器升空绕月完成与轨道器的自主交会对接,最后带样返回地球。如若任务顺利,我国将成为继美苏之后世界上第3个从月球带回样本的国家,这也意味着我国的“绕、落、回”探月三步走正式完成了最后这至关重要的一步。除此之外,嫦娥5号有望实现我国航天史上的4个首次:首次在月球表面自动采样、首次从月面起飞、首次在38万公里外的月球轨道上进行无人交会对接、首次带着月壤以接近第二宇宙速度返回地球。

  嫦娥5号预计将在月球表面采样2千克左右,分别采取月球表面的小岩石和月表之下两米处左右的岩芯。嫦娥5号所降落的蒙斯姆鲁克火山平原位于风暴之海的西部边缘地区,可能含有仅12.1亿岁的玄武岩岩石,而此前阿波罗任务所带回的月壤,平均年龄在31亿岁到44亿岁之间,通过这些年轻的地质样品,我们有望能获得月球火山晚期活动的有价值信息。除了完成月球采样之外,嫦娥5号还将执行11个技术科研项目,包括验证大型运载火箭、地月转移轨道飞行、近月制动、环月飞行、月面上升和下降、月球轨道交汇对接、环月等待、月地转移、以第二宇宙速度再入大气层等。