嫦娥五号为什么要踩两次刹车(嫦娥五号踩了脚太空刹车)
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1日本在月球挖土的隼鸟二号,和我国的嫦娥五号有何不同?
就在我国嫦娥五号探测器从月球上返回地球的同时,日本的隼鸟二号探测器从太空中返回,并在前两天着陆地球。
和我国嫦娥五号相同的是,日本隼鸟二号也是去其他星球挖土,不过隼鸟二号挖的是小行星1999JU3,又称为“龙宫”的小行星,嫦娥五号采集的则是月球土壤和岩石。
除此之外,隼鸟二号采集样本的方式非常粗暴,隼鸟二号探测器将会在龙宫小行星上空释放一枚炸弹,人为炸出一个陨石坑,然后隼鸟二号探测器再着陆采集陨石坑里的标本,而且采集方式非常有限,只有小颗粒灰尘等。而我国嫦娥五号探测器在采集月球土壤时,方式更为多样,可以利用机械臂对月球表面土壤进行铲、掘等方式,还能够利用打孔的方式获取月球内部的土壤或者岩石,取样的标本更为丰富,样本更多。
由于隼鸟二号与嫦娥五号执行的任务相似,且两者都在最近返回地球,属于航天领域内的两件大事,因此也不可避免地被拿来比较,想要以此分出中国、日本之间的航天谁更具优势。
嫦娥五号和隼鸟二号
龙宫距离地球大约3亿公里,日本的隼鸟2号探测器在2014年底时在种子岛宇宙中心发射,经过4年的飞行之后终于到达小行星龙宫的上空。在去年2月首次收集了小行星表面的水合矿物质后;去年五月时,隼鸟二号向小行星扔了一个“炸弹”,人为制造了一个陨石坑, 目的是采集龙宫内部最为原始的样本。在去年11月时,隼鸟二号完成采集样本并返回地球,并在前两天着陆地球。
和隼鸟二号相比,我国嫦娥五号的目的地距离地球较近,但近并不意味着难度较低,实际上探测月球的难度要比探测小行星龙宫的难度更大。
首先是引力问题,我们知道引力大小和质量有关,相比于龙宫而言,月球的引力更大,这意味着嫦娥五号探测器在探测月球时,需要利用反推器反推,否则将会被坠毁。
为了实现安全着陆,嫦娥五号在月球轨道附近实现了两次“刹车”。第一次刹车是在月球附近时,嫦娥五号点燃3000牛顿推力的火箭发动机进行反推减速,经过17分钟减速后,嫦娥五号的速度才能降低到被月球引力捕获的程度,之后月球进入到环月轨道。
在近月点时,嫦娥五号又一次进行了反推,此时的轨道从椭圆轨道变成了近圆环月轨道。
在月球表面降落时,又会利用到发动机反推,才能使得嫦娥五号安然无恙地在月球表面着陆。
而小行星龙宫质量较小,引力也非常小,这意味着隼鸟二号的反推操控要求并不高,没有嫦娥五号的难度大。
其次,质量的大小也关乎着逃逸速度的大小,质量越大的天体,逃逸速度越大。月球的逃逸速度要比龙宫逃逸速度大得多,这意味着嫦娥五号在离开月球时,需要克服月球的逃逸速度,所以嫦娥五号设计的非常复杂,一共有四个部分组成,分别是:上升器,着陆器,返回器,轨道器。总重量达到了8.2吨,对火箭的运载能力要求也非常高。
在登陆月球时,嫦娥五号的返回器和轨道器会停留在月球轨道,着陆器和上升器着陆月球。当采样完成之后,上升器将会离开月球表面,与轨道器交会对接。交会对接也是航天领域内的难题,这一次我国完成的很出色。
隼鸟二号的设计较为简单,只有探测器本身和返回舱组成,总重量只有600千克,这对于火箭的运载能力要求也不高。再加上隼鸟二号没有轨道器,所以不用交会对接,对技术的要求难度也较低。
当然,嫦娥五号和隼鸟二号还有许多的不同,总体而言我国嫦娥五号在结构设计,交会对接,采样难度上等更为复杂,更为精细,对技术要求更高。
但日本的隼鸟二号也有自己的优势,那就是超长续航能力,以及深空测控技术上,只不过日本依赖的是美国NASA的技术,而我国则是自主研发,而且全球具备深空探测技术以及独立建设测控网的只有三个,分别是我国,美国和欧洲航天局。日本虽然在研制建设自己的深空测控设备,但还未形成完整的深空测控网。
从综合实力上来看,我国的嫦娥五号更为出色,虽然日本的隼鸟二号也有自己的优势,但要知道的是日本目前还没能力发射探测器到月球上取样并返回地球,由此可见带回月球上的物质,可比带回小行星上的物质难度系数更高。
2嫦娥五号探测器降落在月面预选着陆区,嫦娥五号何以稳稳落月?
嫦娥5号探测器现在已经降落在了月面的预选着陆区,我最近几天回答了多个关于嫦娥5号的问题,有兴趣的小伙伴可以去看一下,其实在之前的问题中已经对类似这样的问题做了解答,那么关于嫦娥5号为什么能够稳稳落月的这个问题,我会通过以下几点做详细解答。
一、嫦娥5号探测器为什么能稳稳落月?
先简单回答一下题主的这个问题,嫦娥5号探测器能稳稳落月的一个重大原因,就是因为嫦娥5号在进入环月轨道之前,就已经踩了两次的急刹车,这两次主动减速为后来能稳稳落月创造了必要的条件。记得在前两天嫦娥5号探测器还没有进入环月轨道之前,就已经进行了两次主动减速,当时有网友也问为什么嫦娥5号要进行两次的急刹车呢?
二、嫦娥5号为什么要踩两次急刹车?
嫦娥5号为什么要进行两次急刹车原因就是为了确保之后的稳稳落地,并且能够确保被月球所捕获。很多人并不知道,嫦娥5号探测器是中国航天史上最重的一个探测器,而这样的一个探测器如果不进行主动减速的话,那么很可能将会以毁灭性的方式着陆,这样的后果不是我们想看到的,同时,如果嫦娥5号不踩急刹车的话,很可能不能被月球所捕获。综上所述,这两点就是嫦娥5号为什么要进行两次急刹车的原因。
三、嫦娥5号能够稳稳落月的其他原因?
除了我们刚才提到的嫦娥5号在进入环月轨道之前,就已经进行过两次制动减速,那么还有什么其他原因呢?其实最主要的原因是我国的航天事业科技水平已经发展到了一定的程度,而现在的技术水平是可以保证它稳稳落月的,这也是最重要的一个条件。
3嫦五顺利进入环月轨道,后续还有哪些问题需要注意?
11月29日20时23分,嫦娥五号探测器在近月点再次“刹车”,飞行轨道从椭圆环月轨道变为近圆形环月轨道。此前一天,即北京时间11月28日20时58分,嫦娥五号探测器完成了第一次近月“刹车”制动,进入环月轨道。
嫦娥五号探测器副总指挥张玉花说,近月制动是月球探测器飞行过程中关键的轨道控制之一。高速飞行的探测器在靠近月球时实施“刹车”制动,目的是使其相对速度低于月球逃逸速度,从而被月球引力捕获。
11月24日4时30分,嫦娥五号顺利发射升空,当晚即实施第一次中途轨道修正,于11月25日完成第二次轨道修正。
航天飞行控制中心专家说,此前我国已实现月球正面和背面软着陆和巡视探测,对于着陆月面积累了比较丰富的经验,但嫦娥五号的奔月之路,相比“姐姐们”却有许多新变化。
按照飞控专家的说法,嫦娥五号的任务目标是月球正面软着陆并采集月壤返回地球,因此它的构成与嫦娥三号、嫦娥四号有很大不同,由“三姐”“四姐”的着陆器、巡视器的组合,变为轨道器、返回器、着陆器、上升器四器串联的构型,犹如一串糖葫芦。随之而来的,是飞行控制工作的诸多挑战。
飞行器数量增多和频繁的姿态变化,导致轨道器、返回器、上升器、着陆器之间的遥测和数据传输模式明显增加。同时,探测器的飞行模式存在四器组合体、着陆器上升器组合体等形态,任务全程要经历多种飞行姿态和数十次姿态调整,都需要精心设计飞控指令计划、测控网工作计划等。
航天飞行控制中心专家说,要想精准操控好这“一串”飞行器目标,在任务准备实施过程中,需生成会签大量控制计划及注入数据。
嫦娥五号最下端是轨道器,使用的是由中国航天科技集团六院为其量身打造的新型3000牛发动机。当嫦娥五号靠近月球时,我国将首次使用3000牛发动机进行近月捕获控制。
为此,在11月24日进行的首次中途修正中,该中心在修正轨道的同时,还兼顾实施了3000牛发动机的点火试喷。
这一构型为后续飞控任务增加了难度。在嫦娥三号、四号任务中,使用7500牛发动机落向月球之前,飞控团队已在轨道修正中对该发动机进行过试喷,掌握了发动机的状态。而在嫦娥五号任务中,着陆器上的7500牛发动机在中途修正和近月制动中均未使用过。
“飞控团队对其运行状况无法直接判断,将面临更高的应急处置要求。”北京航天飞行控制中心专家说。
地月转移轨道就像一条从地球通往月球的高速路,而火箭与探测器的分离点就是入口。经过一段时间飞行,嫦娥五号探测器将到达月球时要从出口驶离高速,这时要将速度降下来,才能到达环月轨道。
张玉花说,靠近月球时,嫦娥五号要减速被月球引力捕获。当到达靠近月球轨道的近地点时,要点火,进入环月轨道。近月制动的这一脚“刹车”,在嫦娥一号的任务中就已掌握。不同的是,这一次的近月制动对于精度要求更高。
张玉花说,此次嫦娥五号探测器重达8吨,使用的却是3000牛的发动机进行近月制动。为了解决重量变大但推力较小的问题,嫦娥五号任务选择通过两次近月制动,完成月球捕获。
航天局探月与航天工程中心副主任、探月工程三期副总设计师、嫦娥五号任务新闻发言人裴照宇说,嫦娥五号从中国文昌航天发射场出发后,还将经地月和环月飞行、在月面选定区域着陆等11个飞行阶段,经过20余天的在轨飞行,最终完成“挖土”工作并返回地球。
4嫦娥五号顺利进入环月轨道,这意味着什么?
北京时间11月28日20时58分,嫦娥五号探测器经过约112小时奔月飞行,在距月面约400公里处成功实施3000牛发动机点火,约17分钟后,发动机正常关机。根据实时遥测数据监视判断,嫦娥五号探测器近月制动正常,顺利进入环月轨道。
近月制动是月球探测器飞行过程中关键的轨道控制之一。高速飞行的探测器在靠近月球时,实施“刹车”制动,目的是使其相对速度低于月球逃逸速度,从而被月球引力捕获。
嫦娥五号探测器在地月转移过程中经历了2次轨道修正,达到预期目标。后续,嫦娥五号探测器将调整环月轨道高度和倾角,着陆器和上升器组合体将择机与轨道器和返回器组合体分离,实施月球正面软着陆,按计划开展月面自动采样等工作。
近月制动是嫦娥五号探测器飞行过程中关键的轨道控制之一。只有顺利完成这一步,探测器才能进入月球轨道绕月飞行,并实现后续的着陆和采样。
简单地说,地月转移轨道就像一条从地球通往月球的高速路,而火箭与探测器的分离点,就是这条高速路的入口。经过一段时间飞行,嫦娥五号探测器在即将到达月球的时候就要从出口驶离高速,就需要它将速度降下来,这样才能够到达环月轨道。
航天科技集团八院 嫦娥五号探测器副总指挥 张玉花:靠近月球的时候,要减速被月球引力捕获,然后在靠近月球轨道的近地点的时候,我们要点火,然后形成环月轨道,这个就是近月制动的功能了。对它如果不踩刹车的话,它就从月球边上飞过去了。
张玉花介绍,近月制动的这一脚刹车,在嫦娥一号任务时候就已经掌握,但不同的是,这一次的近月制动对于精度要求更高。
张玉花:因为我们离开地球奔月的时候可能是十点几公里的速度,然后绕月的时候可能就是三点几公里的速度,我们的3000牛发动机要比较长时间的点火,在靠近近月点的前一段到后面那一段要点十几分钟。
通过近月制动,嫦娥五号探测器成功到达月球轨道之后,才能够继续开展后续月球采样的相关准备工作。所以,近月制动也是后续工作展开的重要基础。
嫦娥五号还需进行一次近月制动
据了解,尽管已经成功进入月球轨道,但是嫦娥五号探测器后续还需进行一次近月制动,将轨道调整到可以执行着陆等动作的高度。
此前,在嫦娥三号、嫦娥四号任务中进行近月制动的发动机推力达到了7500N,而此次重量达到8吨的嫦娥五号探测器,使用的却是3000N的发动机进行近月制动。为了解决重量变大,但推力较小的问题,嫦娥五号选择通过两次近月制动,完成月球捕获。
航天科技集团五院嫦娥五号总体主任设计师 孟占峰:因为太重了,我们第一次刹车先捕获成一个环月的大椭圆轨道,这个轨道周期是约8个小时。我们在这上面转三圈,经过一天之后,我们第二次近月制动,最终才进入200公里的环月圆轨道。
近月制动完成后,嫦娥五号任务就进入到控制任务最为紧凑的阶段。有大量重要、密集的动作需要在一周的时间内完成。
首先就是要完成四器分离,形成轨道器与返回器,着陆器与上升器的两两组合体。随后控制轨返组合体在环月轨道上继续运行,进行四次轨道控制后进入到交会对接的目标轨道。还要控制着上组合体完成动力下降,着陆月面后开始工作。
北京航天飞行控制中心嫦娥五号任务北京总调度 刘建刚:着陆月面之后,我们要在月面48个小时之内,开展月面采样和起飞准备的工作。月面起飞了之后,着上组合体同样要进行4次远程导引控制,到达一个交会对接的位置,然后组织交会对接和样品转移。大概有十几个重要控制需要在一周的时间内全部完成。
5嫦五“一脚刹车”,进入环月轨道,为何会出现刹车的现象?
11月28号,嫦娥五号探测器顺利进入环月轨道,这也意味着,嫦娥五号后续着陆以及采样工作,也将有序并且得以顺利进行。可以说,只有探测器进入了环月轨道,后续工作才能展开。而探测之所以器能够进入环月轨道,其中最关键的步骤,就是换轨的这一脚刹车。
事实上,所谓刹车,只是一个比喻说法。之所以会出现刹车现象,是因为探测器速度下降。由于探测器减速,从而被月球引力捕获,于是进入环月轨道。从形象上来看,就像是在驶离高速的分叉路口上,因为一脚刹车减速,从而让车子进入了另外一个轨道。用刹车来形容,脑海中画面立刻就生动了起来。
为什么这一步如此关键?因为如果这时候没有减速,探测器就无法被月球捕获,直接就会从月球边上飞出去了。后续采样等等任务也就无从展开。看似简单一个刹车,实际上对技术要求却很高。早在嫦娥一号完成任务时候,就已经解锁了近月制动的这一刹车技能。但这次嫦娥五号近月制动,对于刹车的精确度要求更高了。
向宇宙探索一直以来是一个引人关注的话题。人们也一直试图从宇宙中寻找到生命的奥秘,寻找到宇宙本源。并且试图试图在宇宙中寻找到人类未来的新方向。对于广大航天科学研究工作者来讲,这不仅是自身兴趣所在,同时也肩负着人类未来的希望。也期待嫦娥五号探月能够圆满完成,并且带回更多发现。也许关于宇宙,关于航天,对于普通大众来讲并不那么熟悉,甚至会觉得有一些神秘。但有时候,只需一个小小的机会,就能打开一扇窗。从此领略了一个完全不同的瑰丽世界,带着自己也带着人类共同的梦想,开始崭新征程。
6嫦娥五号在轨运行历程是怎样的?
嫦娥五号在轨运行历程分为:发射入轨和在轨运行两个环节:
1、发射入轨
2020年11月24日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 [18] ,火箭飞行约2200秒后,顺利将探测器送入预定轨道。
2、在轨运行
2020年11月24日22时06分,嫦娥五号探测器3000N发动机工作约2秒钟,顺利完成第一次轨道修正,继续飞向月球。本次嫦娥五号任务发射入轨精度较高,轨道修正量很小。截至第一次轨道修正前,嫦娥五号探测器各系统状态良好,已在轨飞行约17个小时,距离地球约16万公里。
2020年11月25日22时06分,嫦娥五号探测器两台150N发动机工作6秒钟,顺利完成第二次轨道修正。截至第二次轨道修正,嫦娥五号探测器已在轨飞行约41小时,距离地球约27万公里,探测器各系统状态良好,地面测控通信各中心和台站跟踪正常。
扩展资料:
后续还需进行一次近月制动
据了解,尽管嫦娥五号探测器已经成功进入月球轨道,但后续还需进行一次近月制动,将轨道调整到可以执行着陆等动作的高度。
此前,在嫦娥三号、嫦娥四号任务中进行近月制动的发动机推力达到了7500牛,而此次重量达到8吨的嫦娥五号探测器,使用的却是3000牛的发动机进行近月制动。为了解决重量变大,但推力较小的问题,此次嫦娥五号任务选择通过两次近月制动,完成月球捕获。
因为太重了,我们第一次刹车先捕获成一个环月的大椭圆轨道,这个轨道周期是约8个小时。我们在这上面转3圈,经过一天之后,再进行第二次近月制动,最终才进入200公里的环月圆轨道。
参考资料来源:北京日报客户端-嫦娥五号,重大进展!
参考资料来源:百度百科-嫦娥五号
关于嫦娥五号为什么要踩两次刹车的内容到此结束,希望对大家有所帮助。
2023-02-23 19:40:12
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