嫦娥五号圆满完成探月任务 中国航天赢得世界同行赞叹

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原标题:嫦娥五号圆满完成探月任务,中国航天赢得世界同行赞叹

北京时间12月17日1时59分,嫦娥五号返回器携带月球样品,在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆,探月工程嫦娥五号任务取得圆满成功。习近平主席发来贺电,赞扬这是发挥新型举国体制优势攻坚克难取得的又一重大成就,标志着“中国航天向前迈出的一大步”。世界多国航天机构和专家都为中国航天成就点赞,并期待与中国合作。《纽约时报》也不得不承认:“中国的探月项目不只是在展现太空技术和民族自豪感,中国正在以月球为起点推动太空探索——现在把探测器送上了月球,未来有一天就会实现载人登月。”对于中国航天的进步,美国等西方一些媒体将此视为“太空竞争新纪元的象征”,但这些夹杂着羡慕嫉妒恨的杂音不可能阻止中国稳定地向着“星辰大海的征途”前进的步伐。国家航天局副局长、探月工程副总指挥吴艳华17日在国新办记者会上表示,以嫦娥五号任务圆满成功为起点,我国探月工程四期和行星探测工程将接续实施。目前,首次火星探测任务天问一号正在奔火的征程;嫦娥六号、七号、八号,小行星探测、火星取样返回、木星系探测等工程任务也将按计划陆续实施。

中国航天向前迈出的一大步

路透社称,中国的嫦娥五号月球探测器周四凌晨在内蒙古北部着陆,顺利地返回了地球。此次任务的成功完成使中国成为继美国和苏联之后第三个将月球样品带回地球的国家。

法新社称,嫦娥五号携带月球样品成功返回,标志着中国航天计划迈出新的一步。此次探月任务实现了中国航天技术突破的多个新的第一:第一次月面采样与封装、第一次月面起飞、第一次月球轨道交会对接、第一次带样返回等。中国未来还将派宇航员登上月球。

嫦娥五号探测器于11月24日发射升空,12月1日在月球正面预选区域着陆并开展采样工作,12月3日飞离月球,17日重返地球,为我国探月工程“绕、落、回”三步走发展规划画上了圆满句号。韩国《东亚日报》称,“14亿中国人都为此欢欣鼓舞”。当天,中国民众一直熬夜在网上关注着嫦娥五号的消息。许多眼尖的网友观看直播时发现,返回器着陆时,有一只小动物率先到达现场。网友笑称,难道是嫦娥从月球上把玉兔带回了地球吗?搜索队员后来接受媒体采访时称:“那真的是一只兔子。”

“中国将与其他国家科学家分享部分月球样品。”美国有线电视新闻网(CNN)称,中国官方称,回收后的嫦娥五号返回器将空运至北京,随后将开始相关分析和研究工作。中国表示将与其他国家分享一些月球样品,并将建立一个国际月球科研站。

吴艳华17日下午在国新办记者会上表示,这些月球样品绝大部分会用于科学研究,一部分样品将入藏国家博物馆,向公众展示。此外,中方将发布月球样品和数据管理办法,与有关国家的科学家共享,也有一部分按照国际惯例,可能作为国礼相送。对于外媒记者有关中国会否把月球样品分享给美国国家航空航天局(NASA)的问题,吴艳华称:“能不能合作,取决于美国政府的态度。”

美国广播公司引述华盛顿大学空间科学中心科学家乔立夫的话称,嫦娥五号带回的月球样品将有助于人类填补关于月球10亿年到30亿年间历史的空白,而且还将提供关于月球上有经济价值资源的线索。“这些样品将是一个宝藏。我向中国同行完成这项非常艰巨的任务致敬!随后对采集回的这些样品进行分析得出的科学结论将是持续很多、很多年的重大遗产。”

世界多国祝贺中国

对于嫦娥五号携带月球样品顺利返回地球,众多国际航天机构和专家都表示祝贺并大力点赞。在嫦娥五号返回器成功降落不到一个小时,欧洲航天局就转发了这一消息,并在社交媒体上发文:“欢迎回家!嫦娥五号!”俄罗斯卫星通讯社17日称,俄科学院航天研究所科研负责人泽林内表示:“这真的太棒了……中国有计划地、毫不声张地向目标迈进,中国正成为航天领域的领先者。” 该所另一名专家米特罗法诺夫称:“中国这一成功将为获取月球大陆宝藏打开大门……这意味着人类在本世纪将启动月球开发。”航天研究所所长彼得鲁科维奇称:“成绩太好了!所有任务都完成得非常顺利,没有一点瑕疵。目前俄中正就下一步航天合作进行谈判,前景非常好。”他称,俄罗斯计划明年10月发射“月球-25”航天器,这将是俄探月中断45年后的首次探月飞行。

韩联社17日赞叹称,中国成为继美苏之后第三个带回月球土壤的国家,其成功绝非偶然,背后是国家的整体支持和每月两次以上的发射活动积累。中国为了实现航天跨越,去年进行了34次发射,今年进行了包括探月飞船和新型火箭在内的40次以上的发射。中国航天崛起的雄心比世界其他任何国家都要强烈。中国研究人员的锲而不舍精神也令人叹为观止,仅返回舱和探月舱的太空对接,中国科研人员就进行了661次演练。为防止太空对接失败,中国科研人员设想了35项故障预案,不过最后一项也没用到。

印度媒体对嫦娥五号报道不太多,但多数报道都表示赞叹。《印度时报》17日称,这次航天任务的成功是中国日益进步的航天工程的最新突破。印度《铸币报》称,未来十年是人类太空探索的关键期,人类正在向深空探索,嫦娥五号以及中国2022年将要建立的空间站代表了这种趋势。

对于中国嫦娥五号的成功,美国NASA官方没有发表任何回应,仅NASA副局长托马斯在个人推特上称:“祝贺中国今天将月球样品带回地球!国际科学界庆祝中国成功完成嫦娥五号任务。”NASA官方推特账号当天转发了一段介绍美国阿尔忒弥斯计划宇航员的视频,并称:“这些阿尔忒弥斯计划的宇航员,将铺平人类前往月球的道路!”在视频中,几位美国宇航员再次重申了美国重返月球的决心。阿尔忒弥斯计划是NASA正在进行中的一项太空探索计划,美国总统特朗普曾宣称,将全力支持该计划,争取2024年实现重返月球。

美国担忧与中国太空竞赛

“太空对美国来说仍然是极其重要的战略领域,我们还充分认识到它也是一个重要的经济领域。”美国商务部长罗斯16日在《太空新闻》杂志上撰文称,西方国家与中国的太空竞赛正在加剧,美国必须保持自己的太空优势。罗斯称,仅在美国,太空每年对气象、金融、通信等领域的经济影响就超过5万亿美元。航空航天业也是高科技人才的关键驱动力,为全国提供了数百万的高薪工作岗位。

“中国将月岩带回地球,开启了太空竞争新纪元。”《纽约时报》称,嫦娥五号的成功凸显了中国太空计划的进步,但也为未来几十年新一轮太空竞赛奠定了基础。这一次将是对月球资源的争夺,可能推动更深层次的太空探索。与美国一样,中国的更大目标是建立一个月球基地,以利用其潜在资源。中国航天系统的高级官员曾提出,地月空间的开发可以为中国创造10万亿美元的产值。美国学者戈斯瓦尼博士称,中国航天计划绝不仅仅是为了炫耀技术和民族自豪感,他们开始展示对太空资源方面的抱负。

《纽约时报》还称,太空也正成为美中两国可能发生冲突的又一个领域。尽管中国无论军用还是民用太空科技仍在追赶美国,但中国的雄心成为特朗普政府建立太空部队的动机之一。不过报道称,美国虽然急于重返月球争夺“主导权”,但美国的太空计划却不断出现一改再改的波折:中国嫦娥计划刚启动时,美国总统小布什提出要“2020年前重返月球”,但奥巴马上台后取消了登月计划,转而着眼登陆火星。特朗普上台后又宣布美国将在2024年前重返月球。现在,即将上任的拜登政府尚未宣布其太空计划,但很可能推迟2024年登月的目标。文章称,即使特朗普赢了这次选举,因为技术和资金的限制这一目标也不太可能实现。与美国“不确定性和周期性方向变化”形成鲜明对比的是,中国“完全不急于抢在美国之前登上月球”,“他们能够致力于一个长远得多的目标”, 始终保持步调,按照长远计划和时间表一步一步走。

对于中国航天未来的任务,吴艳华17日表示,目前中国的主要任务是地球轨道空间站的建设以及空间实验室的部署。按照中国政府的初步意向,要先进行关键技术攻关,待技术攻关完成、空间站建成并运行良好后,再论证是否要开展载人登月。他强调,如果未来中国决定开展载人登月,也与上世纪美国载人登月的目的不同。“如果我们要搞,一定是服务于科研,服务于探索未知,不是为了上而上”。

嫦娥五号圆满完成探月任务 中国航天赢得世界同行赞叹

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原标题:嫦娥五号圆满完成探月任务,中国航天赢得世界同行赞叹

北京时间12月17日1时59分,嫦娥五号返回器携带月球样品,在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆,探月工程嫦娥五号任务取得圆满成功。习近平主席发来贺电,赞扬这是发挥新型举国体制优势攻坚克难取得的又一重大成就,标志着“中国航天向前迈出的一大步”。世界多国航天机构和专家都为中国航天成就点赞,并期待与中国合作。《纽约时报》也不得不承认:“中国的探月项目不只是在展现太空技术和民族自豪感,中国正在以月球为起点推动太空探索——现在把探测器送上了月球,未来有一天就会实现载人登月。”对于中国航天的进步,美国等西方一些媒体将此视为“太空竞争新纪元的象征”,但这些夹杂着羡慕嫉妒恨的杂音不可能阻止中国稳定地向着“星辰大海的征途”前进的步伐。国家航天局副局长、探月工程副总指挥吴艳华17日在国新办记者会上表示,以嫦娥五号任务圆满成功为起点,我国探月工程四期和行星探测工程将接续实施。目前,首次火星探测任务天问一号正在奔火的征程;嫦娥六号、七号、八号,小行星探测、火星取样返回、木星系探测等工程任务也将按计划陆续实施。

中国航天向前迈出的一大步

路透社称,中国的嫦娥五号月球探测器周四凌晨在内蒙古北部着陆,顺利地返回了地球。此次任务的成功完成使中国成为继美国和苏联之后第三个将月球样品带回地球的国家。

法新社称,嫦娥五号携带月球样品成功返回,标志着中国航天计划迈出新的一步。此次探月任务实现了中国航天技术突破的多个新的第一:第一次月面采样与封装、第一次月面起飞、第一次月球轨道交会对接、第一次带样返回等。中国未来还将派宇航员登上月球。

嫦娥五号探测器于11月24日发射升空,12月1日在月球正面预选区域着陆并开展采样工作,12月3日飞离月球,17日重返地球,为我国探月工程“绕、落、回”三步走发展规划画上了圆满句号。韩国《东亚日报》称,“14亿中国人都为此欢欣鼓舞”。当天,中国民众一直熬夜在网上关注着嫦娥五号的消息。许多眼尖的网友观看直播时发现,返回器着陆时,有一只小动物率先到达现场。网友笑称,难道是嫦娥从月球上把玉兔带回了地球吗?搜索队员后来接受媒体采访时称:“那真的是一只兔子。”

“中国将与其他国家科学家分享部分月球样品。”美国有线电视新闻网(CNN)称,中国官方称,回收后的嫦娥五号返回器将空运至北京,随后将开始相关分析和研究工作。中国表示将与其他国家分享一些月球样品,并将建立一个国际月球科研站。

吴艳华17日下午在国新办记者会上表示,这些月球样品绝大部分会用于科学研究,一部分样品将入藏国家博物馆,向公众展示。此外,中方将发布月球样品和数据管理办法,与有关国家的科学家共享,也有一部分按照国际惯例,可能作为国礼相送。对于外媒记者有关中国会否把月球样品分享给美国国家航空航天局(NASA)的问题,吴艳华称:“能不能合作,取决于美国政府的态度。”

美国广播公司引述华盛顿大学空间科学中心科学家乔立夫的话称,嫦娥五号带回的月球样品将有助于人类填补关于月球10亿年到30亿年间历史的空白,而且还将提供关于月球上有经济价值资源的线索。“这些样品将是一个宝藏。我向中国同行完成这项非常艰巨的任务致敬!随后对采集回的这些样品进行分析得出的科学结论将是持续很多、很多年的重大遗产。”

世界多国祝贺中国

对于嫦娥五号携带月球样品顺利返回地球,众多国际航天机构和专家都表示祝贺并大力点赞。在嫦娥五号返回器成功降落不到一个小时,欧洲航天局就转发了这一消息,并在社交媒体上发文:“欢迎回家!嫦娥五号!”俄罗斯卫星通讯社17日称,俄科学院航天研究所科研负责人泽林内表示:“这真的太棒了……中国有计划地、毫不声张地向目标迈进,中国正成为航天领域的领先者。” 该所另一名专家米特罗法诺夫称:“中国这一成功将为获取月球大陆宝藏打开大门……这意味着人类在本世纪将启动月球开发。”航天研究所所长彼得鲁科维奇称:“成绩太好了!所有任务都完成得非常顺利,没有一点瑕疵。目前俄中正就下一步航天合作进行谈判,前景非常好。”他称,俄罗斯计划明年10月发射“月球-25”航天器,这将是俄探月中断45年后的首次探月飞行。

韩联社17日赞叹称,中国成为继美苏之后第三个带回月球土壤的国家,其成功绝非偶然,背后是国家的整体支持和每月两次以上的发射活动积累。中国为了实现航天跨越,去年进行了34次发射,今年进行了包括探月飞船和新型火箭在内的40次以上的发射。中国航天崛起的雄心比世界其他任何国家都要强烈。中国研究人员的锲而不舍精神也令人叹为观止,仅返回舱和探月舱的太空对接,中国科研人员就进行了661次演练。为防止太空对接失败,中国科研人员设想了35项故障预案,不过最后一项也没用到。

印度媒体对嫦娥五号报道不太多,但多数报道都表示赞叹。《印度时报》17日称,这次航天任务的成功是中国日益进步的航天工程的最新突破。印度《铸币报》称,未来十年是人类太空探索的关键期,人类正在向深空探索,嫦娥五号以及中国2022年将要建立的空间站代表了这种趋势。

对于中国嫦娥五号的成功,美国NASA官方没有发表任何回应,仅NASA副局长托马斯在个人推特上称:“祝贺中国今天将月球样品带回地球!国际科学界庆祝中国成功完成嫦娥五号任务。”NASA官方推特账号当天转发了一段介绍美国阿尔忒弥斯计划宇航员的视频,并称:“这些阿尔忒弥斯计划的宇航员,将铺平人类前往月球的道路!”在视频中,几位美国宇航员再次重申了美国重返月球的决心。阿尔忒弥斯计划是NASA正在进行中的一项太空探索计划,美国总统特朗普曾宣称,将全力支持该计划,争取2024年实现重返月球。

美国担忧与中国太空竞赛

“太空对美国来说仍然是极其重要的战略领域,我们还充分认识到它也是一个重要的经济领域。”美国商务部长罗斯16日在《太空新闻》杂志上撰文称,西方国家与中国的太空竞赛正在加剧,美国必须保持自己的太空优势。罗斯称,仅在美国,太空每年对气象、金融、通信等领域的经济影响就超过5万亿美元。航空航天业也是高科技人才的关键驱动力,为全国提供了数百万的高薪工作岗位。

“中国将月岩带回地球,开启了太空竞争新纪元。”《纽约时报》称,嫦娥五号的成功凸显了中国太空计划的进步,但也为未来几十年新一轮太空竞赛奠定了基础。这一次将是对月球资源的争夺,可能推动更深层次的太空探索。与美国一样,中国的更大目标是建立一个月球基地,以利用其潜在资源。中国航天系统的高级官员曾提出,地月空间的开发可以为中国创造10万亿美元的产值。美国学者戈斯瓦尼博士称,中国航天计划绝不仅仅是为了炫耀技术和民族自豪感,他们开始展示对太空资源方面的抱负。

《纽约时报》还称,太空也正成为美中两国可能发生冲突的又一个领域。尽管中国无论军用还是民用太空科技仍在追赶美国,但中国的雄心成为特朗普政府建立太空部队的动机之一。不过报道称,美国虽然急于重返月球争夺“主导权”,但美国的太空计划却不断出现一改再改的波折:中国嫦娥计划刚启动时,美国总统小布什提出要“2020年前重返月球”,但奥巴马上台后取消了登月计划,转而着眼登陆火星。特朗普上台后又宣布美国将在2024年前重返月球。现在,即将上任的拜登政府尚未宣布其太空计划,但很可能推迟2024年登月的目标。文章称,即使特朗普赢了这次选举,因为技术和资金的限制这一目标也不太可能实现。与美国“不确定性和周期性方向变化”形成鲜明对比的是,中国“完全不急于抢在美国之前登上月球”,“他们能够致力于一个长远得多的目标”, 始终保持步调,按照长远计划和时间表一步一步走。

对于中国航天未来的任务,吴艳华17日表示,目前中国的主要任务是地球轨道空间站的建设以及空间实验室的部署。按照中国政府的初步意向,要先进行关键技术攻关,待技术攻关完成、空间站建成并运行良好后,再论证是否要开展载人登月。他强调,如果未来中国决定开展载人登月,也与上世纪美国载人登月的目的不同。“如果我们要搞,一定是服务于科研,服务于探索未知,不是为了上而上”。

嫦娥五号一记全垒打: 捎来月亮的“土味”情话

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嫦娥五号一记全垒打: 捎来月亮的“土味”情话

以嫦娥五号任务圆满成功为起点,我国探月工程四期和行星探测工程将接续实施

金叶子 钱童心

随着12月17日凌晨嫦娥五号返回器携带月球样品在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆,我国探月工程三步走规划完美收官。

“心至苍穹外,目尽星河远。”对于中国航天人来说,为了探索和接触遥挂天空的月亮,经过16年努力,中国探月工程取得了“六战六捷”的优异成绩。从嫦娥三号、玉兔号到嫦娥四号、玉兔二号,再到嫦娥五号,精彩演绎了探月之旅。

在12月17日下午举行的国新办发布会上,国家航天局副局长、探月工程副总指挥吴艳华介绍道,嫦娥五号是我国复杂度最高、技术跨度最大的航天系统工程,首次实现了我国地外天体采样返回。此次任务的成功实施,是我国航天事业发展中里程碑式的新跨越,标志着我国具备了地月往返的能力,实现了“绕、落、回”三步规划走完美收官,为我国未来月球与行星探测奠定了坚实基础。

九天云外揽月回

嫦娥五号探测器重达8.2吨,由轨道器、返回器、着陆器、上升器四部分组成,任务实施由工程总体和探测器、运载火箭、发射场、测控与回收、地面应用等五大系统共同完成,是我国探月工程“绕、落、回”三步走规划中“回”的主任务。

吴艳华说介绍,嫦娥五号任务创造了五项中国首次:一是在地外天体的采样与封装,二是地外天体上的点火起飞、精准入轨,三是月球轨道无人交会对接和样品转移,四是携带月球样品以近第二宇宙速度再入返回,五是建立我国月球样品的存储、分析和研究系统。“过去的23个日日夜夜,嫦娥五号完成了一次对接、六次分离,两种方式采样、五次样品转移,经历了11个重大阶段和关键步骤。”

先是11月24日长征五号准时并成功发射,之后探测器地月转移、近月制动、两两分离、平稳落月、钻表取样、月面起飞、交会对接及样品转移、环月等待、月地转移,今天再入返回、安全着陆,整个工程任务现在转入了科学研究的新阶段。

“以嫦娥五号任务圆满成功为起点,我国探月工程四期和行星探测工程将接续实施。目前,首次火星探测任务‘天问一号’正在奔火的征程;嫦娥六号、七号、八号,小行星探测、火星取样返回、木星系探测等工程任务也将按计划陆续实施。”吴艳华表示。

吴艳华透露,对于月球样品,主要有三类用途:最主要的目的,取样是为了进行科学研究;第二类,有一部分样品将入藏国家博物馆,向公众展示,进行科普教育;第三类,一般依据国际合作的公约和多边双边的合作协议,将发布月球样品和数据管理办法,与有关国家和世界的科学家共享,也有一部分按照国际惯例,可能作为国礼相送。

中国科学院国家天文台研究员、探月工程三期副总设计师李春来补充,对于采回的月球样品,我们会妥善存储。我们会在实验室进行长期的、系统的对月球样品的研究工作,包括它的结构构造、物理特性、化学成分、同位素组成、矿物特点和地质演化方面,希望能够深化我们对月球的起源、演化方面的认识。

突破难点、自主创新

相比较于以往的任务,嫦娥五号任务有哪些难点和创新点?国家航天局探月工程三期总设计师胡浩介绍称,作为探月工程三期的嫦娥五号任务,应该说和前期任务比,技术跨度是比较大的。

探月工程实施到今天,前面已经成功实施了嫦娥一号、二号、三号、四号和我们的返回试验,五次任务都取得了圆满成功,每次任务都比前一次有较大的进步。

胡浩说,对于嫦娥五号任务来讲,这次与嫦娥三号、四号比,应该说跨度更大。“我们前面是在月球上进行巡视勘察,这次主要是采样返回。为了能够可靠地实施嫦娥五号任务,就要突破在月球上采样返回碰到的新技术,怎么能够实现在月球上可靠地采样,并且把月球的样品可靠地封装到真空容器当中,并且在月球上进行转移,转移到我们自身的返回系统当中去,这整个的过程和前面相比都是新的,都是有创新性的。”

“在月球轨道上,我们留了轨道器。为了能够多采一些样品,我们在月球轨道上还要搞一次交会对接,月球轨道的交会对接和地球轨道也有很大的不同,一是目标比较小,月球又比较远,要求的自主能力就比较强,同时测控手段有限、支撑的条件也有限,所以交会对接也是我们要克服的难点,也是创新点。”

而从月球轨道回来、再入大气是接近第二宇宙速度,这和以前的不管是载人航天还是再入(地球轨道)任务来比,速度快了很多,对热的、控制能力的、精度的影响都很大,这也是个重要的突破。“实际上,对我们整个工程来讲,恐怕还不止这五个方面,因为作为国家的重大科技专项,我们在立项之初,自主创新是我们的目标,也是我们的主旨。”

探月工程背后的上海力量

嫦娥五号探测器由4个部分组成,其中,由中国航天科技集团八院(下称“八院”)研制的轨道器,作为贯穿任务全过程的核心产品,是名副其实的“太空邮差”。

嫦娥五号着陆器与上升器组合体成功采样之后,携带月壤的上升器是无法利用自身的动力返回地球的。必须通过“太空物流”的形式将货物安全带回。

按照计划,在月球轨道,由上升器和轨道器完成首次月球轨道交会对接,并将月球土壤样品“包裹”转移至返回器内。轨道器就像在月球轨道环绕的“邮差”,完成“打包”和“装箱”后,迅速进入月地转移轨道执行隔空投送,将月壤样品捎回蓝色星球。

根据任务要求,嫦娥五号轨道器需在自身干重1吨多情况下,头顶3.7吨的着陆上升组合体、肚装3吨推进剂和300多公斤的返回器,并在飞行过程中依次分离着陆上升组合体、对接与样品转移机构和返回器,是我国首个具有大承载、分离面多特点月球探测飞行器。

捕获、收拢、转移,看似简单的过程,但在38万公里之外的飞行器上实现却远远没有那么简单。

自嫦娥五号轨道器立项起,八院探月工程负责人、嫦娥五号探测器副总指挥张玉花就带领团队“白手起家”,展开了攻坚研制之旅。

“作为世界首次月球轨道无人交会对接,可以说对此次任务成败起决定性作用。”张玉花说,单从交会对接与样品转移任务来看,可靠性是要求最高的,因为整个过程只能一次成功,没有第二次机会。

另外,探月工程三期任务最引人瞩目的当属首次在38万公里之外的月球轨道上进行交会对接,将装有月壤的样品容器从上升器转移至返回器中。

为了确保“抓得住,抱得紧,转得稳”的既定目标,轨道器副总师胡震宇与对接与样品转移分系统时任主任设计师郑云青和年轻的团队成员调研国内外对接机构设计,开展了4种对接方案设计和9种转移方案设计,上升器“推”、轨道器“移”、返回器“拉”各3种,通过多轮方案比较及关键技术攻关,最终确定了现在的抱爪式对接方案和连杆棘爪转移方案。

另外,地月“快递”热控也有不小难度。本次探测中,嫦娥五号轨道器热控系统研制任务由八院509所热控团队承担。

热控团队副主任设计师张彧介绍:“在整个飞行阶段,轨道器需历经19个飞行阶段、8种飞行姿态及5种不同的构型,飞行过程中要经历极为恶劣的热环境,长期经受太阳、月球和空间低温的交替,引起轨道器外表面高低温的剧烈变化,其温度范围可从摄氏零下二百多度变至上千度以上。”

通过大量的仿真、试验,热控团队探索出一套错峰补偿的控温策略。也就是,通过对在轨卫星海量运行数据的挖掘,建立准确的温度场在轨预测模型,然后“对症下药”,针对每台设备提出热控系统自主管理模式,实现热控系统在近月制动、交会对接等关键阶段的用电高峰期时加热功耗为0的目标。

一文看懂我国探月工程“三步走”

本文来自微信公众号:造就(ID:xingshu100),作者:田晓娜,原标题:《嫦娥五号安全到家,一文看懂我国探月工程“三步走”》,题图来自:新华社

今日凌晨1时59分,大部分人都已经进入梦乡,而在内蒙古四子王旗着陆场,已经离家23天的嫦娥五号,带着月球“土特产”,悄悄着陆。

2020年11月24日凌晨4时30分,长征五号遥五运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空,将嫦娥五号探测器运送至地月转移轨道。

嫦娥五号的发射,标志着我国月球探测第一阶段已进入收官之战。而今晨的顺利着陆,宣告我国首次月球采样返回任务圆满完成。


100秒回顾嫦娥五号探月任务,来源:人民网微博

嫦娥五号由轨道器、返回器、着陆器和上升器四大部分组成,重达8.2吨,可以说是我国探月史上最复杂、重量最大的探测器。

当嫦娥五号进入月球轨道后,着陆器与上升器与航天器分离,落在月球上,轨道求和返回器则继续在月球轨道上飞行,等待后续任务。

四大部分各司其职:

  • 着陆器负责月面着陆,以及在月球上的采样封装;

  • 上升器负责从月球上起飞,与轨道器对接,将样品交接给返回器;

  • 轨道器负责绕月环行,等待着陆器与上升器完成它们的使命后,将携带样品的返回器送回地球;

  • 返回器接过这场接力赛的最后一棒,带着样品回家。

作为中国探月工程的收官之战,嫦娥五号被寄予厚望,要实现中国航天史上五个第一次:

第一次打包:在月球表面全自动挖2千克土打包带回地球,使我国将成为继美国、苏联之后第三个带回月壤的国家。

第一次从地外天体起飞:采集土壤后,上升器要从月面起飞,与轨道上的航天器会和。

在地球上发射火箭有发射架,有科研人员精心计算好的时间角度,但月球上什么也没有,航天器只能从临时变身发射架的着陆器上起飞,还得自力更生,自己找好角度方位,保证能顺利飞向月球轨道。

第一次月轨“亲吻”:上升器与轨道器和返回器组合体在月球轨道上成功无人自动交会对接,转移样品。

第一次回家:从月球采样并以接近每秒11公里的第二宇宙速度返回地球。

嫦娥五号模拟图

第一次亲密接触:我国第一次对自己采集的月壤样品的存储、分析和研究。

但是,每一个第一次背后,都隐藏着无数技术难题:

采样的机械臂在月球的特殊环境下能否顺利完成工作?

如何密封保存样品才能使其不受污染?

如何保证38万公里外月球轨道上的顺利对接?

返回器地球着陆时怎么保证不过因为温度过高导致再入失败?

探测器之间怎样实现即时通信?

……

很多问题,没有先例,没有答案,也没有办法参考国外的经验,我们的科学家只能摸着石头过河,一点点克服这些技术问题,最终交出了嫦娥五号这份也许不算完美,但仍然称得上优秀的最终答卷。

我国在月球表面首次实现国旗的“独立展示”

就比如这次嫦娥五号回家时,是以11.2km/s的第二宇宙速度从38万公里外的月球飞回来。

物体与空气或其他气体作高速相对运动时所产生的摩擦力会转化为热力,所以我们看电影时从天而降的陨石往往是一个大火球。

如果不采取有效措施,嫦娥五号的返回舱等不到落地就烧成了灰。为此,我国使用了半弹道跳跃式再入大气层的方法。

这个技术简单来说,就像在太空中打水漂一样,返回舱先以较高的第二宇宙速度进入大气层,然后再借助大气层提供的升力跳起来,跳到大气层外。

然后再以较低的7.9 km/s的第一宇宙速度重新进入大气层,最终落地。

被称为未来海陆空杀手锏的高超音速飞行器也借鉴了类似的技术。

我国2018年首次试验的“星空2号”高超音速飞行器,因为飞行航道较低,速度特别快,较难被防御卫星和雷达检测到。

在航天人的不懈努力下,我们一一克服了所有难题,才有了近日嫦娥五号返回舱的顺利回归。

曾经,我们利用美国送给我们的0.5克月岩样品,做了很多研究,发表了40多篇论文。如今,嫦娥五号的回归,为我们带回了属于中国自己的2千克月壤。

这不仅是我国航天史上的里程碑,也为科学界的研究打开了一扇新的大门,为我们研究月球演化和行星起源提供了关键和宝贵的资料,也为探月工程的第二、三阶段打下了良好的基础。

我们之所以这么努力要去月球,是因为迈向星辰大海的第一站,就是月球。

从古至今人类都幻想着如何飞向月亮。在工业革命的推动,20世纪美苏冷战的大背景下,美国和苏联两个超级大国展开了一场轰轰烈烈的“登月竞赛”

1959年9月,苏联发射的无人月球探测器月球2号,成为世界上第一个在月球表面硬着陆的航天器;

1967年1月,美国发射阿波罗1号,但因为意外起火使三名宇航员遇难;

1968年10月,美国发射的阿波罗8号完成了首次环月飞行;

1969年2月,苏联发射的首辆月球车在起飞52秒后爆炸;

1969年7月20日,美国发射阿波罗11号,宇航员尼尔·奥尔登·阿姆斯特朗成为第一个登上月球的人

……

在美苏两国冷战结束后,因为航空花费的高昂费用,探月活动逐渐降温。

但20世纪90年代后,随着科技的发展和国力的强大,许多国家又把目光投向了月球。

美国、俄罗斯等国家都制定了探月计划,我们也制定了探月计划,2004年正式开始实施月球探测“嫦娥工程”,用中国古代神话传说中的月中神女嫦娥为其命名,宣告向月球进发。

整个探月工程分为“无人月球探测”“载人登月”和“建立月球基地”三个阶段。其中第一阶段“无人月球探测”又分为“绕”“落”“回”三步走,预计将在2020年前后完成。

三步走计划出炉后,我国就紧锣密鼓地开始了准备工作,一步步向“无人月球探测”的目标逼近。

2007年10月24日18点03分,西昌卫星发射中心发射了我国第一颗绕月人造卫星嫦娥一号,正式迈出了我国探月的第一步。

在之后一年的在轨运行中,嫦娥一号为我国科学家了解月球提供了许多珍贵资料,共传回1.37TB有效科学探测数据。

从这些影像资料中,我们获得了全月球影像图,构建了月球的三维立体模型图。

嫦娥一号传回的第一幅月面图像,图源:国防科工委网站

之后我国又发射了第二颗绕人造月卫星,嫦娥二号。

最初,嫦娥二号是作为嫦娥一号的备份卫星发射,但随着嫦娥一号的探测任务圆满完成,嫦娥二号又转变为嫦娥三号的先导卫星。

除了绕月任务之外,嫦娥二号还肩负了一些特殊任务:获取更高分辨率的月球表面三维影像和元素分布图,探测地月与近月空间环境,为日后嫦娥三号的月球软着陆做好准备。

嫦娥三号的预选着陆区虹湾地区的高分辨率图像,就是由嫦娥二号负责拍摄探测的。

嫦娥二号拍摄的7米分辨率全月正射投影图

在“绕”由嫦娥一号、二号完美完成后,2013年12月2日,为“落”而生的嫦娥三号由长征三号乙运载火箭送入太空,肩负着“测月、巡天、观地”的重任。

在万众瞩目之下,经过2天的飞行,背负全国希望的嫦娥三号于14日成功在月球实现软着陆,成为我国首个实现地外天体软着陆的探测器,它的成功也是我国航天发展史上的里程碑事件。

着陆后,嫦娥三号上的着陆器和玉兔号巡视器分离,然后,它们两个就开始了激情互拍。能移动的玉兔号还围绕着陆器行驶一周,从ABCED五个方位与着陆器互拍,留影为念。

着陆器和玉兔号在五个方位上的互拍照,图源:中科院之声

拍完照片后,玉兔号挥别着陆器,独自开始了它的科学探测之旅。

着陆器拍摄的玉兔号离去背影

虽然月兔号个头不大,走得也很慢,为了省电和对抗低温,还得严格遵守“日出而作,日落而息”的良好作息标准,但它能做的事情可不少:

利用测月雷达对月球土壤的化学成分、结构进行分析,发现着陆区表面下至少分为9层结构,证明发生过多次地质活动;

在没有大气干扰的情况下观测星系、恒星活动,观测到23颗星象;

拍摄了大量影像资料,为研究月球的地质地貌提供了一手资料;

……

不幸的是,在短短的41天探月之旅后,2014年1月25日,玉兔号发生了机构控制故障,虽然探测功能正常,却无法移动。

对于故障原因,有科学家猜测是因为月尘比地球上的沙子细小,部分月尘进入月球车内部造成短路,导致玉兔的移动系统发生故障。

也有科学家猜测,是玉兔号的设计出了问题,设计结构过于复杂,导致出问题的几率增大。

无论如何,无法移动的玉兔号永远停留在N209点处。

虽然地球方面多次尝试唤醒玉兔号,但都没有成效。在苦苦坚持了两年后,2016年7月31日,玉兔号彻底停止工作。

玉兔号的最后一条微博

玉兔号停止工作后不久,月球就迎来了玉兔号的接任者——玉兔二号。

2018年12月8日凌晨,搭载着玉兔二号的嫦娥四号探测器由长征三号乙运载火箭搭载升空,在中国西昌卫星发射中心发射。

经过26个日夜的飞行,在太空中过了个阳历年的嫦娥四号,在2019年1月3日在月背着陆,成为世界上第一个在月球背面着陆的探测器。

之所以要去月背着陆,是因为在地球上我们永远看不到月球的背面,人类也从未踏足过月背,那里古老而神秘,对我们而言始终是一个谜。

并且那里没有地球大气层的影响,也没有来自地球的电磁波干扰,是开展天文观测和研究的理想之地。

嫦娥四号探测器拍摄的第一张月背图像

着陆后,玉兔二号与着陆器分离,开始了它的月背探秘之旅。

相比前辈玉兔号,玉兔二号上配置的科学载荷更加齐全,包括全景相机、测月雷达、红外光谱仪、中性原子探测仪,用于月球地质探测、宇宙天文科学等领域的科学研究。

月背上第一道脚印

我国科研人员根据玉兔二号的探测数据进行研究分析后,得出三个重大发现:

  • 月球南极艾特肯盆地冯·卡门撞击坑下方存在着2100万亿吨的重金属元素;

  • 着陆区爆发过多次岩浆,说明月球也曾像现在的地球一样存在着活跃的内部活动,后来不知因何原因停止了;

  • 在陨石坑中发现胶状物,疑似是由高速流星撞击月壤产生出的瞬间高温融化所致。

除了月球车,嫦娥四号上还搭载一项由重庆大学牵头研制的科普载荷——“月面微型生态圈”,搭载了棉花、油菜、土豆、拟南芥、酵母和果蝇六种生物。

2019年1月15日,第一棵来自地球的植物在月球上发芽了,我们成为了第一个在月球种棉花种土豆的民族。

第一棵来自地球的植物在月球上发芽

嫦娥四号的圆满成功,标志着我们的探月工程进入了三步走的最后一步,“回”。

2020年11月24日凌晨4时30分,长征五号遥五运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空,运送嫦娥五号探测器至地月转移轨道。

嫦娥五号的发射,是我国月球探测第一阶段的“收官之战”,它的成功标志着我国成为了继美国、苏联之后第三个从月球运送样本返回地球的国家。

中国探月工程的三步走的目标,逐步的都实现了,然而这并不是终点,而是一个全新的开始。

下一步,我们要将宇航员送到月球上去,还要在月球上建设基地。

未来,我们还可以开采月球资源,在月球建造火箭,从月球出发,去往更广阔的星辰大海!

本文来自微信公众号:造就(ID:xingshu100),作者:田晓娜

一文看懂我国探月工程“三步走”

本文来自微信公众号:造就(ID:xingshu100),作者:田晓娜,原标题:《嫦娥五号安全到家,一文看懂我国探月工程“三步走”》,题图来自:新华社

今日凌晨1时59分,大部分人都已经进入梦乡,而在内蒙古四子王旗着陆场,已经离家23天的嫦娥五号,带着月球“土特产”,悄悄着陆。

2020年11月24日凌晨4时30分,长征五号遥五运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空,将嫦娥五号探测器运送至地月转移轨道。

嫦娥五号的发射,标志着我国月球探测第一阶段已进入收官之战。而今晨的顺利着陆,宣告我国首次月球采样返回任务圆满完成。


100秒回顾嫦娥五号探月任务,来源:人民网微博

嫦娥五号由轨道器、返回器、着陆器和上升器四大部分组成,重达8.2吨,可以说是我国探月史上最复杂、重量最大的探测器。

当嫦娥五号进入月球轨道后,着陆器与上升器与航天器分离,落在月球上,轨道求和返回器则继续在月球轨道上飞行,等待后续任务。

四大部分各司其职:

  • 着陆器负责月面着陆,以及在月球上的采样封装;

  • 上升器负责从月球上起飞,与轨道器对接,将样品交接给返回器;

  • 轨道器负责绕月环行,等待着陆器与上升器完成它们的使命后,将携带样品的返回器送回地球;

  • 返回器接过这场接力赛的最后一棒,带着样品回家。

作为中国探月工程的收官之战,嫦娥五号被寄予厚望,要实现中国航天史上五个第一次:

第一次打包:在月球表面全自动挖2千克土打包带回地球,使我国将成为继美国、苏联之后第三个带回月壤的国家。

第一次从地外天体起飞:采集土壤后,上升器要从月面起飞,与轨道上的航天器会和。

在地球上发射火箭有发射架,有科研人员精心计算好的时间角度,但月球上什么也没有,航天器只能从临时变身发射架的着陆器上起飞,还得自力更生,自己找好角度方位,保证能顺利飞向月球轨道。

第一次月轨“亲吻”:上升器与轨道器和返回器组合体在月球轨道上成功无人自动交会对接,转移样品。

第一次回家:从月球采样并以接近每秒11公里的第二宇宙速度返回地球。

嫦娥五号模拟图

第一次亲密接触:我国第一次对自己采集的月壤样品的存储、分析和研究。

但是,每一个第一次背后,都隐藏着无数技术难题:

采样的机械臂在月球的特殊环境下能否顺利完成工作?

如何密封保存样品才能使其不受污染?

如何保证38万公里外月球轨道上的顺利对接?

返回器地球着陆时怎么保证不过因为温度过高导致再入失败?

探测器之间怎样实现即时通信?

……

很多问题,没有先例,没有答案,也没有办法参考国外的经验,我们的科学家只能摸着石头过河,一点点克服这些技术问题,最终交出了嫦娥五号这份也许不算完美,但仍然称得上优秀的最终答卷。

我国在月球表面首次实现国旗的“独立展示”

就比如这次嫦娥五号回家时,是以11.2km/s的第二宇宙速度从38万公里外的月球飞回来。

物体与空气或其他气体作高速相对运动时所产生的摩擦力会转化为热力,所以我们看电影时从天而降的陨石往往是一个大火球。

如果不采取有效措施,嫦娥五号的返回舱等不到落地就烧成了灰。为此,我国使用了半弹道跳跃式再入大气层的方法。

这个技术简单来说,就像在太空中打水漂一样,返回舱先以较高的第二宇宙速度进入大气层,然后再借助大气层提供的升力跳起来,跳到大气层外。

然后再以较低的7.9 km/s的第一宇宙速度重新进入大气层,最终落地。

被称为未来海陆空杀手锏的高超音速飞行器也借鉴了类似的技术。

我国2018年首次试验的“星空2号”高超音速飞行器,因为飞行航道较低,速度特别快,较难被防御卫星和雷达检测到。

在航天人的不懈努力下,我们一一克服了所有难题,才有了近日嫦娥五号返回舱的顺利回归。

曾经,我们利用美国送给我们的0.5克月岩样品,做了很多研究,发表了40多篇论文。如今,嫦娥五号的回归,为我们带回了属于中国自己的2千克月壤。

这不仅是我国航天史上的里程碑,也为科学界的研究打开了一扇新的大门,为我们研究月球演化和行星起源提供了关键和宝贵的资料,也为探月工程的第二、三阶段打下了良好的基础。

我们之所以这么努力要去月球,是因为迈向星辰大海的第一站,就是月球。

从古至今人类都幻想着如何飞向月亮。在工业革命的推动,20世纪美苏冷战的大背景下,美国和苏联两个超级大国展开了一场轰轰烈烈的“登月竞赛”

1959年9月,苏联发射的无人月球探测器月球2号,成为世界上第一个在月球表面硬着陆的航天器;

1967年1月,美国发射阿波罗1号,但因为意外起火使三名宇航员遇难;

1968年10月,美国发射的阿波罗8号完成了首次环月飞行;

1969年2月,苏联发射的首辆月球车在起飞52秒后爆炸;

1969年7月20日,美国发射阿波罗11号,宇航员尼尔·奥尔登·阿姆斯特朗成为第一个登上月球的人

……

在美苏两国冷战结束后,因为航空花费的高昂费用,探月活动逐渐降温。

但20世纪90年代后,随着科技的发展和国力的强大,许多国家又把目光投向了月球。

美国、俄罗斯等国家都制定了探月计划,我们也制定了探月计划,2004年正式开始实施月球探测“嫦娥工程”,用中国古代神话传说中的月中神女嫦娥为其命名,宣告向月球进发。

整个探月工程分为“无人月球探测”“载人登月”和“建立月球基地”三个阶段。其中第一阶段“无人月球探测”又分为“绕”“落”“回”三步走,预计将在2020年前后完成。

三步走计划出炉后,我国就紧锣密鼓地开始了准备工作,一步步向“无人月球探测”的目标逼近。

2007年10月24日18点03分,西昌卫星发射中心发射了我国第一颗绕月人造卫星嫦娥一号,正式迈出了我国探月的第一步。

在之后一年的在轨运行中,嫦娥一号为我国科学家了解月球提供了许多珍贵资料,共传回1.37TB有效科学探测数据。

从这些影像资料中,我们获得了全月球影像图,构建了月球的三维立体模型图。

嫦娥一号传回的第一幅月面图像,图源:国防科工委网站

之后我国又发射了第二颗绕人造月卫星,嫦娥二号。

最初,嫦娥二号是作为嫦娥一号的备份卫星发射,但随着嫦娥一号的探测任务圆满完成,嫦娥二号又转变为嫦娥三号的先导卫星。

除了绕月任务之外,嫦娥二号还肩负了一些特殊任务:获取更高分辨率的月球表面三维影像和元素分布图,探测地月与近月空间环境,为日后嫦娥三号的月球软着陆做好准备。

嫦娥三号的预选着陆区虹湾地区的高分辨率图像,就是由嫦娥二号负责拍摄探测的。

嫦娥二号拍摄的7米分辨率全月正射投影图

在“绕”由嫦娥一号、二号完美完成后,2013年12月2日,为“落”而生的嫦娥三号由长征三号乙运载火箭送入太空,肩负着“测月、巡天、观地”的重任。

在万众瞩目之下,经过2天的飞行,背负全国希望的嫦娥三号于14日成功在月球实现软着陆,成为我国首个实现地外天体软着陆的探测器,它的成功也是我国航天发展史上的里程碑事件。

着陆后,嫦娥三号上的着陆器和玉兔号巡视器分离,然后,它们两个就开始了激情互拍。能移动的玉兔号还围绕着陆器行驶一周,从ABCED五个方位与着陆器互拍,留影为念。

着陆器和玉兔号在五个方位上的互拍照,图源:中科院之声

拍完照片后,玉兔号挥别着陆器,独自开始了它的科学探测之旅。

着陆器拍摄的玉兔号离去背影

虽然月兔号个头不大,走得也很慢,为了省电和对抗低温,还得严格遵守“日出而作,日落而息”的良好作息标准,但它能做的事情可不少:

利用测月雷达对月球土壤的化学成分、结构进行分析,发现着陆区表面下至少分为9层结构,证明发生过多次地质活动;

在没有大气干扰的情况下观测星系、恒星活动,观测到23颗星象;

拍摄了大量影像资料,为研究月球的地质地貌提供了一手资料;

……

不幸的是,在短短的41天探月之旅后,2014年1月25日,玉兔号发生了机构控制故障,虽然探测功能正常,却无法移动。

对于故障原因,有科学家猜测是因为月尘比地球上的沙子细小,部分月尘进入月球车内部造成短路,导致玉兔的移动系统发生故障。

也有科学家猜测,是玉兔号的设计出了问题,设计结构过于复杂,导致出问题的几率增大。

无论如何,无法移动的玉兔号永远停留在N209点处。

虽然地球方面多次尝试唤醒玉兔号,但都没有成效。在苦苦坚持了两年后,2016年7月31日,玉兔号彻底停止工作。

玉兔号的最后一条微博

玉兔号停止工作后不久,月球就迎来了玉兔号的接任者——玉兔二号。

2018年12月8日凌晨,搭载着玉兔二号的嫦娥四号探测器由长征三号乙运载火箭搭载升空,在中国西昌卫星发射中心发射。

经过26个日夜的飞行,在太空中过了个阳历年的嫦娥四号,在2019年1月3日在月背着陆,成为世界上第一个在月球背面着陆的探测器。

之所以要去月背着陆,是因为在地球上我们永远看不到月球的背面,人类也从未踏足过月背,那里古老而神秘,对我们而言始终是一个谜。

并且那里没有地球大气层的影响,也没有来自地球的电磁波干扰,是开展天文观测和研究的理想之地。

嫦娥四号探测器拍摄的第一张月背图像

着陆后,玉兔二号与着陆器分离,开始了它的月背探秘之旅。

相比前辈玉兔号,玉兔二号上配置的科学载荷更加齐全,包括全景相机、测月雷达、红外光谱仪、中性原子探测仪,用于月球地质探测、宇宙天文科学等领域的科学研究。

月背上第一道脚印

我国科研人员根据玉兔二号的探测数据进行研究分析后,得出三个重大发现:

  • 月球南极艾特肯盆地冯·卡门撞击坑下方存在着2100万亿吨的重金属元素;

  • 着陆区爆发过多次岩浆,说明月球也曾像现在的地球一样存在着活跃的内部活动,后来不知因何原因停止了;

  • 在陨石坑中发现胶状物,疑似是由高速流星撞击月壤产生出的瞬间高温融化所致。

除了月球车,嫦娥四号上还搭载一项由重庆大学牵头研制的科普载荷——“月面微型生态圈”,搭载了棉花、油菜、土豆、拟南芥、酵母和果蝇六种生物。

2019年1月15日,第一棵来自地球的植物在月球上发芽了,我们成为了第一个在月球种棉花种土豆的民族。

第一棵来自地球的植物在月球上发芽

嫦娥四号的圆满成功,标志着我们的探月工程进入了三步走的最后一步,“回”。

2020年11月24日凌晨4时30分,长征五号遥五运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空,运送嫦娥五号探测器至地月转移轨道。

嫦娥五号的发射,是我国月球探测第一阶段的“收官之战”,它的成功标志着我国成为了继美国、苏联之后第三个从月球运送样本返回地球的国家。

中国探月工程的三步走的目标,逐步的都实现了,然而这并不是终点,而是一个全新的开始。

下一步,我们要将宇航员送到月球上去,还要在月球上建设基地。

未来,我们还可以开采月球资源,在月球建造火箭,从月球出发,去往更广阔的星辰大海!

本文来自微信公众号:造就(ID:xingshu100),作者:田晓娜

一文看懂我国探月工程“三步走”

本文来自微信公众号:造就(ID:xingshu100),作者:田晓娜,原标题:《嫦娥五号安全到家,一文看懂我国探月工程“三步走”》,题图来自:新华社

今日凌晨1时59分,大部分人都已经进入梦乡,而在内蒙古四子王旗着陆场,已经离家23天的嫦娥五号,带着月球“土特产”,悄悄着陆。

2020年11月24日凌晨4时30分,长征五号遥五运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空,将嫦娥五号探测器运送至地月转移轨道。

嫦娥五号的发射,标志着我国月球探测第一阶段已进入收官之战。而今晨的顺利着陆,宣告我国首次月球采样返回任务圆满完成。


100秒回顾嫦娥五号探月任务,来源:人民网微博

嫦娥五号由轨道器、返回器、着陆器和上升器四大部分组成,重达8.2吨,可以说是我国探月史上最复杂、重量最大的探测器。

当嫦娥五号进入月球轨道后,着陆器与上升器与航天器分离,落在月球上,轨道求和返回器则继续在月球轨道上飞行,等待后续任务。

四大部分各司其职:

  • 着陆器负责月面着陆,以及在月球上的采样封装;

  • 上升器负责从月球上起飞,与轨道器对接,将样品交接给返回器;

  • 轨道器负责绕月环行,等待着陆器与上升器完成它们的使命后,将携带样品的返回器送回地球;

  • 返回器接过这场接力赛的最后一棒,带着样品回家。

作为中国探月工程的收官之战,嫦娥五号被寄予厚望,要实现中国航天史上五个第一次:

第一次打包:在月球表面全自动挖2千克土打包带回地球,使我国将成为继美国、苏联之后第三个带回月壤的国家。

第一次从地外天体起飞:采集土壤后,上升器要从月面起飞,与轨道上的航天器会和。

在地球上发射火箭有发射架,有科研人员精心计算好的时间角度,但月球上什么也没有,航天器只能从临时变身发射架的着陆器上起飞,还得自力更生,自己找好角度方位,保证能顺利飞向月球轨道。

第一次月轨“亲吻”:上升器与轨道器和返回器组合体在月球轨道上成功无人自动交会对接,转移样品。

第一次回家:从月球采样并以接近每秒11公里的第二宇宙速度返回地球。

嫦娥五号模拟图

第一次亲密接触:我国第一次对自己采集的月壤样品的存储、分析和研究。

但是,每一个第一次背后,都隐藏着无数技术难题:

采样的机械臂在月球的特殊环境下能否顺利完成工作?

如何密封保存样品才能使其不受污染?

如何保证38万公里外月球轨道上的顺利对接?

返回器地球着陆时怎么保证不过因为温度过高导致再入失败?

探测器之间怎样实现即时通信?

……

很多问题,没有先例,没有答案,也没有办法参考国外的经验,我们的科学家只能摸着石头过河,一点点克服这些技术问题,最终交出了嫦娥五号这份也许不算完美,但仍然称得上优秀的最终答卷。

我国在月球表面首次实现国旗的“独立展示”

就比如这次嫦娥五号回家时,是以11.2km/s的第二宇宙速度从38万公里外的月球飞回来。

物体与空气或其他气体作高速相对运动时所产生的摩擦力会转化为热力,所以我们看电影时从天而降的陨石往往是一个大火球。

如果不采取有效措施,嫦娥五号的返回舱等不到落地就烧成了灰。为此,我国使用了半弹道跳跃式再入大气层的方法。

这个技术简单来说,就像在太空中打水漂一样,返回舱先以较高的第二宇宙速度进入大气层,然后再借助大气层提供的升力跳起来,跳到大气层外。

然后再以较低的7.9 km/s的第一宇宙速度重新进入大气层,最终落地。

被称为未来海陆空杀手锏的高超音速飞行器也借鉴了类似的技术。

我国2018年首次试验的“星空2号”高超音速飞行器,因为飞行航道较低,速度特别快,较难被防御卫星和雷达检测到。

在航天人的不懈努力下,我们一一克服了所有难题,才有了近日嫦娥五号返回舱的顺利回归。

曾经,我们利用美国送给我们的0.5克月岩样品,做了很多研究,发表了40多篇论文。如今,嫦娥五号的回归,为我们带回了属于中国自己的2千克月壤。

这不仅是我国航天史上的里程碑,也为科学界的研究打开了一扇新的大门,为我们研究月球演化和行星起源提供了关键和宝贵的资料,也为探月工程的第二、三阶段打下了良好的基础。

我们之所以这么努力要去月球,是因为迈向星辰大海的第一站,就是月球。

从古至今人类都幻想着如何飞向月亮。在工业革命的推动,20世纪美苏冷战的大背景下,美国和苏联两个超级大国展开了一场轰轰烈烈的“登月竞赛”

1959年9月,苏联发射的无人月球探测器月球2号,成为世界上第一个在月球表面硬着陆的航天器;

1967年1月,美国发射阿波罗1号,但因为意外起火使三名宇航员遇难;

1968年10月,美国发射的阿波罗8号完成了首次环月飞行;

1969年2月,苏联发射的首辆月球车在起飞52秒后爆炸;

1969年7月20日,美国发射阿波罗11号,宇航员尼尔·奥尔登·阿姆斯特朗成为第一个登上月球的人

……

在美苏两国冷战结束后,因为航空花费的高昂费用,探月活动逐渐降温。

但20世纪90年代后,随着科技的发展和国力的强大,许多国家又把目光投向了月球。

美国、俄罗斯等国家都制定了探月计划,我们也制定了探月计划,2004年正式开始实施月球探测“嫦娥工程”,用中国古代神话传说中的月中神女嫦娥为其命名,宣告向月球进发。

整个探月工程分为“无人月球探测”“载人登月”和“建立月球基地”三个阶段。其中第一阶段“无人月球探测”又分为“绕”“落”“回”三步走,预计将在2020年前后完成。

三步走计划出炉后,我国就紧锣密鼓地开始了准备工作,一步步向“无人月球探测”的目标逼近。

2007年10月24日18点03分,西昌卫星发射中心发射了我国第一颗绕月人造卫星嫦娥一号,正式迈出了我国探月的第一步。

在之后一年的在轨运行中,嫦娥一号为我国科学家了解月球提供了许多珍贵资料,共传回1.37TB有效科学探测数据。

从这些影像资料中,我们获得了全月球影像图,构建了月球的三维立体模型图。

嫦娥一号传回的第一幅月面图像,图源:国防科工委网站

之后我国又发射了第二颗绕人造月卫星,嫦娥二号。

最初,嫦娥二号是作为嫦娥一号的备份卫星发射,但随着嫦娥一号的探测任务圆满完成,嫦娥二号又转变为嫦娥三号的先导卫星。

除了绕月任务之外,嫦娥二号还肩负了一些特殊任务:获取更高分辨率的月球表面三维影像和元素分布图,探测地月与近月空间环境,为日后嫦娥三号的月球软着陆做好准备。

嫦娥三号的预选着陆区虹湾地区的高分辨率图像,就是由嫦娥二号负责拍摄探测的。

嫦娥二号拍摄的7米分辨率全月正射投影图

在“绕”由嫦娥一号、二号完美完成后,2013年12月2日,为“落”而生的嫦娥三号由长征三号乙运载火箭送入太空,肩负着“测月、巡天、观地”的重任。

在万众瞩目之下,经过2天的飞行,背负全国希望的嫦娥三号于14日成功在月球实现软着陆,成为我国首个实现地外天体软着陆的探测器,它的成功也是我国航天发展史上的里程碑事件。

着陆后,嫦娥三号上的着陆器和玉兔号巡视器分离,然后,它们两个就开始了激情互拍。能移动的玉兔号还围绕着陆器行驶一周,从ABCED五个方位与着陆器互拍,留影为念。

着陆器和玉兔号在五个方位上的互拍照,图源:中科院之声

拍完照片后,玉兔号挥别着陆器,独自开始了它的科学探测之旅。

着陆器拍摄的玉兔号离去背影

虽然月兔号个头不大,走得也很慢,为了省电和对抗低温,还得严格遵守“日出而作,日落而息”的良好作息标准,但它能做的事情可不少:

利用测月雷达对月球土壤的化学成分、结构进行分析,发现着陆区表面下至少分为9层结构,证明发生过多次地质活动;

在没有大气干扰的情况下观测星系、恒星活动,观测到23颗星象;

拍摄了大量影像资料,为研究月球的地质地貌提供了一手资料;

……

不幸的是,在短短的41天探月之旅后,2014年1月25日,玉兔号发生了机构控制故障,虽然探测功能正常,却无法移动。

对于故障原因,有科学家猜测是因为月尘比地球上的沙子细小,部分月尘进入月球车内部造成短路,导致玉兔的移动系统发生故障。

也有科学家猜测,是玉兔号的设计出了问题,设计结构过于复杂,导致出问题的几率增大。

无论如何,无法移动的玉兔号永远停留在N209点处。

虽然地球方面多次尝试唤醒玉兔号,但都没有成效。在苦苦坚持了两年后,2016年7月31日,玉兔号彻底停止工作。

玉兔号的最后一条微博

玉兔号停止工作后不久,月球就迎来了玉兔号的接任者——玉兔二号。

2018年12月8日凌晨,搭载着玉兔二号的嫦娥四号探测器由长征三号乙运载火箭搭载升空,在中国西昌卫星发射中心发射。

经过26个日夜的飞行,在太空中过了个阳历年的嫦娥四号,在2019年1月3日在月背着陆,成为世界上第一个在月球背面着陆的探测器。

之所以要去月背着陆,是因为在地球上我们永远看不到月球的背面,人类也从未踏足过月背,那里古老而神秘,对我们而言始终是一个谜。

并且那里没有地球大气层的影响,也没有来自地球的电磁波干扰,是开展天文观测和研究的理想之地。

嫦娥四号探测器拍摄的第一张月背图像

着陆后,玉兔二号与着陆器分离,开始了它的月背探秘之旅。

相比前辈玉兔号,玉兔二号上配置的科学载荷更加齐全,包括全景相机、测月雷达、红外光谱仪、中性原子探测仪,用于月球地质探测、宇宙天文科学等领域的科学研究。

月背上第一道脚印

我国科研人员根据玉兔二号的探测数据进行研究分析后,得出三个重大发现:

  • 月球南极艾特肯盆地冯·卡门撞击坑下方存在着2100万亿吨的重金属元素;

  • 着陆区爆发过多次岩浆,说明月球也曾像现在的地球一样存在着活跃的内部活动,后来不知因何原因停止了;

  • 在陨石坑中发现胶状物,疑似是由高速流星撞击月壤产生出的瞬间高温融化所致。

除了月球车,嫦娥四号上还搭载一项由重庆大学牵头研制的科普载荷——“月面微型生态圈”,搭载了棉花、油菜、土豆、拟南芥、酵母和果蝇六种生物。

2019年1月15日,第一棵来自地球的植物在月球上发芽了,我们成为了第一个在月球种棉花种土豆的民族。

第一棵来自地球的植物在月球上发芽

嫦娥四号的圆满成功,标志着我们的探月工程进入了三步走的最后一步,“回”。

2020年11月24日凌晨4时30分,长征五号遥五运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空,运送嫦娥五号探测器至地月转移轨道。

嫦娥五号的发射,是我国月球探测第一阶段的“收官之战”,它的成功标志着我国成为了继美国、苏联之后第三个从月球运送样本返回地球的国家。

中国探月工程的三步走的目标,逐步的都实现了,然而这并不是终点,而是一个全新的开始。

下一步,我们要将宇航员送到月球上去,还要在月球上建设基地。

未来,我们还可以开采月球资源,在月球建造火箭,从月球出发,去往更广阔的星辰大海!

本文来自微信公众号:造就(ID:xingshu100),作者:田晓娜

一文看懂我国探月工程“三步走”

本文来自微信公众号:造就(ID:xingshu100),作者:田晓娜,原标题:《嫦娥五号安全到家,一文看懂我国探月工程“三步走”》,题图来自:新华社

今日凌晨1时59分,大部分人都已经进入梦乡,而在内蒙古四子王旗着陆场,已经离家23天的嫦娥五号,带着月球“土特产”,悄悄着陆。

2020年11月24日凌晨4时30分,长征五号遥五运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空,将嫦娥五号探测器运送至地月转移轨道。

嫦娥五号的发射,标志着我国月球探测第一阶段已进入收官之战。而今晨的顺利着陆,宣告我国首次月球采样返回任务圆满完成。


100秒回顾嫦娥五号探月任务,来源:人民网微博

嫦娥五号由轨道器、返回器、着陆器和上升器四大部分组成,重达8.2吨,可以说是我国探月史上最复杂、重量最大的探测器。

当嫦娥五号进入月球轨道后,着陆器与上升器与航天器分离,落在月球上,轨道求和返回器则继续在月球轨道上飞行,等待后续任务。

四大部分各司其职:

  • 着陆器负责月面着陆,以及在月球上的采样封装;

  • 上升器负责从月球上起飞,与轨道器对接,将样品交接给返回器;

  • 轨道器负责绕月环行,等待着陆器与上升器完成它们的使命后,将携带样品的返回器送回地球;

  • 返回器接过这场接力赛的最后一棒,带着样品回家。

作为中国探月工程的收官之战,嫦娥五号被寄予厚望,要实现中国航天史上五个第一次:

第一次打包:在月球表面全自动挖2千克土打包带回地球,使我国将成为继美国、苏联之后第三个带回月壤的国家。

第一次从地外天体起飞:采集土壤后,上升器要从月面起飞,与轨道上的航天器会和。

在地球上发射火箭有发射架,有科研人员精心计算好的时间角度,但月球上什么也没有,航天器只能从临时变身发射架的着陆器上起飞,还得自力更生,自己找好角度方位,保证能顺利飞向月球轨道。

第一次月轨“亲吻”:上升器与轨道器和返回器组合体在月球轨道上成功无人自动交会对接,转移样品。

第一次回家:从月球采样并以接近每秒11公里的第二宇宙速度返回地球。

嫦娥五号模拟图

第一次亲密接触:我国第一次对自己采集的月壤样品的存储、分析和研究。

但是,每一个第一次背后,都隐藏着无数技术难题:

采样的机械臂在月球的特殊环境下能否顺利完成工作?

如何密封保存样品才能使其不受污染?

如何保证38万公里外月球轨道上的顺利对接?

返回器地球着陆时怎么保证不过因为温度过高导致再入失败?

探测器之间怎样实现即时通信?

……

很多问题,没有先例,没有答案,也没有办法参考国外的经验,我们的科学家只能摸着石头过河,一点点克服这些技术问题,最终交出了嫦娥五号这份也许不算完美,但仍然称得上优秀的最终答卷。

我国在月球表面首次实现国旗的“独立展示”

就比如这次嫦娥五号回家时,是以11.2km/s的第二宇宙速度从38万公里外的月球飞回来。

物体与空气或其他气体作高速相对运动时所产生的摩擦力会转化为热力,所以我们看电影时从天而降的陨石往往是一个大火球。

如果不采取有效措施,嫦娥五号的返回舱等不到落地就烧成了灰。为此,我国使用了半弹道跳跃式再入大气层的方法。

这个技术简单来说,就像在太空中打水漂一样,返回舱先以较高的第二宇宙速度进入大气层,然后再借助大气层提供的升力跳起来,跳到大气层外。

然后再以较低的7.9 km/s的第一宇宙速度重新进入大气层,最终落地。

被称为未来海陆空杀手锏的高超音速飞行器也借鉴了类似的技术。

我国2018年首次试验的“星空2号”高超音速飞行器,因为飞行航道较低,速度特别快,较难被防御卫星和雷达检测到。

在航天人的不懈努力下,我们一一克服了所有难题,才有了近日嫦娥五号返回舱的顺利回归。

曾经,我们利用美国送给我们的0.5克月岩样品,做了很多研究,发表了40多篇论文。如今,嫦娥五号的回归,为我们带回了属于中国自己的2千克月壤。

这不仅是我国航天史上的里程碑,也为科学界的研究打开了一扇新的大门,为我们研究月球演化和行星起源提供了关键和宝贵的资料,也为探月工程的第二、三阶段打下了良好的基础。

我们之所以这么努力要去月球,是因为迈向星辰大海的第一站,就是月球。

从古至今人类都幻想着如何飞向月亮。在工业革命的推动,20世纪美苏冷战的大背景下,美国和苏联两个超级大国展开了一场轰轰烈烈的“登月竞赛”

1959年9月,苏联发射的无人月球探测器月球2号,成为世界上第一个在月球表面硬着陆的航天器;

1967年1月,美国发射阿波罗1号,但因为意外起火使三名宇航员遇难;

1968年10月,美国发射的阿波罗8号完成了首次环月飞行;

1969年2月,苏联发射的首辆月球车在起飞52秒后爆炸;

1969年7月20日,美国发射阿波罗11号,宇航员尼尔·奥尔登·阿姆斯特朗成为第一个登上月球的人

……

在美苏两国冷战结束后,因为航空花费的高昂费用,探月活动逐渐降温。

但20世纪90年代后,随着科技的发展和国力的强大,许多国家又把目光投向了月球。

美国、俄罗斯等国家都制定了探月计划,我们也制定了探月计划,2004年正式开始实施月球探测“嫦娥工程”,用中国古代神话传说中的月中神女嫦娥为其命名,宣告向月球进发。

整个探月工程分为“无人月球探测”“载人登月”和“建立月球基地”三个阶段。其中第一阶段“无人月球探测”又分为“绕”“落”“回”三步走,预计将在2020年前后完成。

三步走计划出炉后,我国就紧锣密鼓地开始了准备工作,一步步向“无人月球探测”的目标逼近。

2007年10月24日18点03分,西昌卫星发射中心发射了我国第一颗绕月人造卫星嫦娥一号,正式迈出了我国探月的第一步。

在之后一年的在轨运行中,嫦娥一号为我国科学家了解月球提供了许多珍贵资料,共传回1.37TB有效科学探测数据。

从这些影像资料中,我们获得了全月球影像图,构建了月球的三维立体模型图。

嫦娥一号传回的第一幅月面图像,图源:国防科工委网站

之后我国又发射了第二颗绕人造月卫星,嫦娥二号。

最初,嫦娥二号是作为嫦娥一号的备份卫星发射,但随着嫦娥一号的探测任务圆满完成,嫦娥二号又转变为嫦娥三号的先导卫星。

除了绕月任务之外,嫦娥二号还肩负了一些特殊任务:获取更高分辨率的月球表面三维影像和元素分布图,探测地月与近月空间环境,为日后嫦娥三号的月球软着陆做好准备。

嫦娥三号的预选着陆区虹湾地区的高分辨率图像,就是由嫦娥二号负责拍摄探测的。

嫦娥二号拍摄的7米分辨率全月正射投影图

在“绕”由嫦娥一号、二号完美完成后,2013年12月2日,为“落”而生的嫦娥三号由长征三号乙运载火箭送入太空,肩负着“测月、巡天、观地”的重任。

在万众瞩目之下,经过2天的飞行,背负全国希望的嫦娥三号于14日成功在月球实现软着陆,成为我国首个实现地外天体软着陆的探测器,它的成功也是我国航天发展史上的里程碑事件。

着陆后,嫦娥三号上的着陆器和玉兔号巡视器分离,然后,它们两个就开始了激情互拍。能移动的玉兔号还围绕着陆器行驶一周,从ABCED五个方位与着陆器互拍,留影为念。

着陆器和玉兔号在五个方位上的互拍照,图源:中科院之声

拍完照片后,玉兔号挥别着陆器,独自开始了它的科学探测之旅。

着陆器拍摄的玉兔号离去背影

虽然月兔号个头不大,走得也很慢,为了省电和对抗低温,还得严格遵守“日出而作,日落而息”的良好作息标准,但它能做的事情可不少:

利用测月雷达对月球土壤的化学成分、结构进行分析,发现着陆区表面下至少分为9层结构,证明发生过多次地质活动;

在没有大气干扰的情况下观测星系、恒星活动,观测到23颗星象;

拍摄了大量影像资料,为研究月球的地质地貌提供了一手资料;

……

不幸的是,在短短的41天探月之旅后,2014年1月25日,玉兔号发生了机构控制故障,虽然探测功能正常,却无法移动。

对于故障原因,有科学家猜测是因为月尘比地球上的沙子细小,部分月尘进入月球车内部造成短路,导致玉兔的移动系统发生故障。

也有科学家猜测,是玉兔号的设计出了问题,设计结构过于复杂,导致出问题的几率增大。

无论如何,无法移动的玉兔号永远停留在N209点处。

虽然地球方面多次尝试唤醒玉兔号,但都没有成效。在苦苦坚持了两年后,2016年7月31日,玉兔号彻底停止工作。

玉兔号的最后一条微博

玉兔号停止工作后不久,月球就迎来了玉兔号的接任者——玉兔二号。

2018年12月8日凌晨,搭载着玉兔二号的嫦娥四号探测器由长征三号乙运载火箭搭载升空,在中国西昌卫星发射中心发射。

经过26个日夜的飞行,在太空中过了个阳历年的嫦娥四号,在2019年1月3日在月背着陆,成为世界上第一个在月球背面着陆的探测器。

之所以要去月背着陆,是因为在地球上我们永远看不到月球的背面,人类也从未踏足过月背,那里古老而神秘,对我们而言始终是一个谜。

并且那里没有地球大气层的影响,也没有来自地球的电磁波干扰,是开展天文观测和研究的理想之地。

嫦娥四号探测器拍摄的第一张月背图像

着陆后,玉兔二号与着陆器分离,开始了它的月背探秘之旅。

相比前辈玉兔号,玉兔二号上配置的科学载荷更加齐全,包括全景相机、测月雷达、红外光谱仪、中性原子探测仪,用于月球地质探测、宇宙天文科学等领域的科学研究。

月背上第一道脚印

我国科研人员根据玉兔二号的探测数据进行研究分析后,得出三个重大发现:

  • 月球南极艾特肯盆地冯·卡门撞击坑下方存在着2100万亿吨的重金属元素;

  • 着陆区爆发过多次岩浆,说明月球也曾像现在的地球一样存在着活跃的内部活动,后来不知因何原因停止了;

  • 在陨石坑中发现胶状物,疑似是由高速流星撞击月壤产生出的瞬间高温融化所致。

除了月球车,嫦娥四号上还搭载一项由重庆大学牵头研制的科普载荷——“月面微型生态圈”,搭载了棉花、油菜、土豆、拟南芥、酵母和果蝇六种生物。

2019年1月15日,第一棵来自地球的植物在月球上发芽了,我们成为了第一个在月球种棉花种土豆的民族。

第一棵来自地球的植物在月球上发芽

嫦娥四号的圆满成功,标志着我们的探月工程进入了三步走的最后一步,“回”。

2020年11月24日凌晨4时30分,长征五号遥五运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空,运送嫦娥五号探测器至地月转移轨道。

嫦娥五号的发射,是我国月球探测第一阶段的“收官之战”,它的成功标志着我国成为了继美国、苏联之后第三个从月球运送样本返回地球的国家。

中国探月工程的三步走的目标,逐步的都实现了,然而这并不是终点,而是一个全新的开始。

下一步,我们要将宇航员送到月球上去,还要在月球上建设基地。

未来,我们还可以开采月球资源,在月球建造火箭,从月球出发,去往更广阔的星辰大海!

本文来自微信公众号:造就(ID:xingshu100),作者:田晓娜

一文看懂我国探月工程“三步走”

本文来自微信公众号:造就(ID:xingshu100),作者:田晓娜,原标题:《嫦娥五号安全到家,一文看懂我国探月工程“三步走”》,题图来自:新华社

今日凌晨1时59分,大部分人都已经进入梦乡,而在内蒙古四子王旗着陆场,已经离家23天的嫦娥五号,带着月球“土特产”,悄悄着陆。

2020年11月24日凌晨4时30分,长征五号遥五运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空,将嫦娥五号探测器运送至地月转移轨道。

嫦娥五号的发射,标志着我国月球探测第一阶段已进入收官之战。而今晨的顺利着陆,宣告我国首次月球采样返回任务圆满完成。


100秒回顾嫦娥五号探月任务,来源:人民网微博

嫦娥五号由轨道器、返回器、着陆器和上升器四大部分组成,重达8.2吨,可以说是我国探月史上最复杂、重量最大的探测器。

当嫦娥五号进入月球轨道后,着陆器与上升器与航天器分离,落在月球上,轨道求和返回器则继续在月球轨道上飞行,等待后续任务。

四大部分各司其职:

  • 着陆器负责月面着陆,以及在月球上的采样封装;

  • 上升器负责从月球上起飞,与轨道器对接,将样品交接给返回器;

  • 轨道器负责绕月环行,等待着陆器与上升器完成它们的使命后,将携带样品的返回器送回地球;

  • 返回器接过这场接力赛的最后一棒,带着样品回家。

作为中国探月工程的收官之战,嫦娥五号被寄予厚望,要实现中国航天史上五个第一次:

第一次打包:在月球表面全自动挖2千克土打包带回地球,使我国将成为继美国、苏联之后第三个带回月壤的国家。

第一次从地外天体起飞:采集土壤后,上升器要从月面起飞,与轨道上的航天器会和。

在地球上发射火箭有发射架,有科研人员精心计算好的时间角度,但月球上什么也没有,航天器只能从临时变身发射架的着陆器上起飞,还得自力更生,自己找好角度方位,保证能顺利飞向月球轨道。

第一次月轨“亲吻”:上升器与轨道器和返回器组合体在月球轨道上成功无人自动交会对接,转移样品。

第一次回家:从月球采样并以接近每秒11公里的第二宇宙速度返回地球。

嫦娥五号模拟图

第一次亲密接触:我国第一次对自己采集的月壤样品的存储、分析和研究。

但是,每一个第一次背后,都隐藏着无数技术难题:

采样的机械臂在月球的特殊环境下能否顺利完成工作?

如何密封保存样品才能使其不受污染?

如何保证38万公里外月球轨道上的顺利对接?

返回器地球着陆时怎么保证不过因为温度过高导致再入失败?

探测器之间怎样实现即时通信?

……

很多问题,没有先例,没有答案,也没有办法参考国外的经验,我们的科学家只能摸着石头过河,一点点克服这些技术问题,最终交出了嫦娥五号这份也许不算完美,但仍然称得上优秀的最终答卷。

我国在月球表面首次实现国旗的“独立展示”

就比如这次嫦娥五号回家时,是以11.2km/s的第二宇宙速度从38万公里外的月球飞回来。

物体与空气或其他气体作高速相对运动时所产生的摩擦力会转化为热力,所以我们看电影时从天而降的陨石往往是一个大火球。

如果不采取有效措施,嫦娥五号的返回舱等不到落地就烧成了灰。为此,我国使用了半弹道跳跃式再入大气层的方法。

这个技术简单来说,就像在太空中打水漂一样,返回舱先以较高的第二宇宙速度进入大气层,然后再借助大气层提供的升力跳起来,跳到大气层外。

然后再以较低的7.9 km/s的第一宇宙速度重新进入大气层,最终落地。

被称为未来海陆空杀手锏的高超音速飞行器也借鉴了类似的技术。

我国2018年首次试验的“星空2号”高超音速飞行器,因为飞行航道较低,速度特别快,较难被防御卫星和雷达检测到。

在航天人的不懈努力下,我们一一克服了所有难题,才有了近日嫦娥五号返回舱的顺利回归。

曾经,我们利用美国送给我们的0.5克月岩样品,做了很多研究,发表了40多篇论文。如今,嫦娥五号的回归,为我们带回了属于中国自己的2千克月壤。

这不仅是我国航天史上的里程碑,也为科学界的研究打开了一扇新的大门,为我们研究月球演化和行星起源提供了关键和宝贵的资料,也为探月工程的第二、三阶段打下了良好的基础。

我们之所以这么努力要去月球,是因为迈向星辰大海的第一站,就是月球。

从古至今人类都幻想着如何飞向月亮。在工业革命的推动,20世纪美苏冷战的大背景下,美国和苏联两个超级大国展开了一场轰轰烈烈的“登月竞赛”

1959年9月,苏联发射的无人月球探测器月球2号,成为世界上第一个在月球表面硬着陆的航天器;

1967年1月,美国发射阿波罗1号,但因为意外起火使三名宇航员遇难;

1968年10月,美国发射的阿波罗8号完成了首次环月飞行;

1969年2月,苏联发射的首辆月球车在起飞52秒后爆炸;

1969年7月20日,美国发射阿波罗11号,宇航员尼尔·奥尔登·阿姆斯特朗成为第一个登上月球的人

……

在美苏两国冷战结束后,因为航空花费的高昂费用,探月活动逐渐降温。

但20世纪90年代后,随着科技的发展和国力的强大,许多国家又把目光投向了月球。

美国、俄罗斯等国家都制定了探月计划,我们也制定了探月计划,2004年正式开始实施月球探测“嫦娥工程”,用中国古代神话传说中的月中神女嫦娥为其命名,宣告向月球进发。

整个探月工程分为“无人月球探测”“载人登月”和“建立月球基地”三个阶段。其中第一阶段“无人月球探测”又分为“绕”“落”“回”三步走,预计将在2020年前后完成。

三步走计划出炉后,我国就紧锣密鼓地开始了准备工作,一步步向“无人月球探测”的目标逼近。

2007年10月24日18点03分,西昌卫星发射中心发射了我国第一颗绕月人造卫星嫦娥一号,正式迈出了我国探月的第一步。

在之后一年的在轨运行中,嫦娥一号为我国科学家了解月球提供了许多珍贵资料,共传回1.37TB有效科学探测数据。

从这些影像资料中,我们获得了全月球影像图,构建了月球的三维立体模型图。

嫦娥一号传回的第一幅月面图像,图源:国防科工委网站

之后我国又发射了第二颗绕人造月卫星,嫦娥二号。

最初,嫦娥二号是作为嫦娥一号的备份卫星发射,但随着嫦娥一号的探测任务圆满完成,嫦娥二号又转变为嫦娥三号的先导卫星。

除了绕月任务之外,嫦娥二号还肩负了一些特殊任务:获取更高分辨率的月球表面三维影像和元素分布图,探测地月与近月空间环境,为日后嫦娥三号的月球软着陆做好准备。

嫦娥三号的预选着陆区虹湾地区的高分辨率图像,就是由嫦娥二号负责拍摄探测的。

嫦娥二号拍摄的7米分辨率全月正射投影图

在“绕”由嫦娥一号、二号完美完成后,2013年12月2日,为“落”而生的嫦娥三号由长征三号乙运载火箭送入太空,肩负着“测月、巡天、观地”的重任。

在万众瞩目之下,经过2天的飞行,背负全国希望的嫦娥三号于14日成功在月球实现软着陆,成为我国首个实现地外天体软着陆的探测器,它的成功也是我国航天发展史上的里程碑事件。

着陆后,嫦娥三号上的着陆器和玉兔号巡视器分离,然后,它们两个就开始了激情互拍。能移动的玉兔号还围绕着陆器行驶一周,从ABCED五个方位与着陆器互拍,留影为念。

着陆器和玉兔号在五个方位上的互拍照,图源:中科院之声

拍完照片后,玉兔号挥别着陆器,独自开始了它的科学探测之旅。

着陆器拍摄的玉兔号离去背影

虽然月兔号个头不大,走得也很慢,为了省电和对抗低温,还得严格遵守“日出而作,日落而息”的良好作息标准,但它能做的事情可不少:

利用测月雷达对月球土壤的化学成分、结构进行分析,发现着陆区表面下至少分为9层结构,证明发生过多次地质活动;

在没有大气干扰的情况下观测星系、恒星活动,观测到23颗星象;

拍摄了大量影像资料,为研究月球的地质地貌提供了一手资料;

……

不幸的是,在短短的41天探月之旅后,2014年1月25日,玉兔号发生了机构控制故障,虽然探测功能正常,却无法移动。

对于故障原因,有科学家猜测是因为月尘比地球上的沙子细小,部分月尘进入月球车内部造成短路,导致玉兔的移动系统发生故障。

也有科学家猜测,是玉兔号的设计出了问题,设计结构过于复杂,导致出问题的几率增大。

无论如何,无法移动的玉兔号永远停留在N209点处。

虽然地球方面多次尝试唤醒玉兔号,但都没有成效。在苦苦坚持了两年后,2016年7月31日,玉兔号彻底停止工作。

玉兔号的最后一条微博

玉兔号停止工作后不久,月球就迎来了玉兔号的接任者——玉兔二号。

2018年12月8日凌晨,搭载着玉兔二号的嫦娥四号探测器由长征三号乙运载火箭搭载升空,在中国西昌卫星发射中心发射。

经过26个日夜的飞行,在太空中过了个阳历年的嫦娥四号,在2019年1月3日在月背着陆,成为世界上第一个在月球背面着陆的探测器。

之所以要去月背着陆,是因为在地球上我们永远看不到月球的背面,人类也从未踏足过月背,那里古老而神秘,对我们而言始终是一个谜。

并且那里没有地球大气层的影响,也没有来自地球的电磁波干扰,是开展天文观测和研究的理想之地。

嫦娥四号探测器拍摄的第一张月背图像

着陆后,玉兔二号与着陆器分离,开始了它的月背探秘之旅。

相比前辈玉兔号,玉兔二号上配置的科学载荷更加齐全,包括全景相机、测月雷达、红外光谱仪、中性原子探测仪,用于月球地质探测、宇宙天文科学等领域的科学研究。

月背上第一道脚印

我国科研人员根据玉兔二号的探测数据进行研究分析后,得出三个重大发现:

  • 月球南极艾特肯盆地冯·卡门撞击坑下方存在着2100万亿吨的重金属元素;

  • 着陆区爆发过多次岩浆,说明月球也曾像现在的地球一样存在着活跃的内部活动,后来不知因何原因停止了;

  • 在陨石坑中发现胶状物,疑似是由高速流星撞击月壤产生出的瞬间高温融化所致。

除了月球车,嫦娥四号上还搭载一项由重庆大学牵头研制的科普载荷——“月面微型生态圈”,搭载了棉花、油菜、土豆、拟南芥、酵母和果蝇六种生物。

2019年1月15日,第一棵来自地球的植物在月球上发芽了,我们成为了第一个在月球种棉花种土豆的民族。

第一棵来自地球的植物在月球上发芽

嫦娥四号的圆满成功,标志着我们的探月工程进入了三步走的最后一步,“回”。

2020年11月24日凌晨4时30分,长征五号遥五运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空,运送嫦娥五号探测器至地月转移轨道。

嫦娥五号的发射,是我国月球探测第一阶段的“收官之战”,它的成功标志着我国成为了继美国、苏联之后第三个从月球运送样本返回地球的国家。

中国探月工程的三步走的目标,逐步的都实现了,然而这并不是终点,而是一个全新的开始。

下一步,我们要将宇航员送到月球上去,还要在月球上建设基地。

未来,我们还可以开采月球资源,在月球建造火箭,从月球出发,去往更广阔的星辰大海!

本文来自微信公众号:造就(ID:xingshu100),作者:田晓娜

中国有无载人登月计划?国家航天局:先攻关、再论证|探月工程

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原标题:中国有无载人登月计划?国家航天局:先攻关、再论证 

12月17日下午,国新办举行新闻发布会,介绍探月工程嫦娥五号任务有关情况并答记者问。

有记者提问中国有无载人登月计划?国家航天局副局长、探月工程副总指挥吴艳华介绍,将先搞关键技术攻关,再规划论证是否载人登月。中国如果做,一定是服务于科研、服务于探索未知。