载人 阿波罗飞船半世纪前载人登月,嫦娥五号后来居上靠的是什么?
公元2020年11月24日凌晨04时30分21秒806毫秒,我国首艘月球采样飞船嫦娥五号在长征五号遥五运载火箭托举下零窗口点火升空。
随后经过程序转弯、助推器分离、抛整流罩、一二级分离、二子级一次关机、937秒滑行、二子级二次开机、星箭分离一系列程序动作,在点火起飞2184秒后嫦娥五号顺利进入112小时地月最优能量转移轨道,正式踏上奔月旅程。
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器箭分离中的嫦娥五号
此次发射不仅是嫦娥五号的胜利,更是长征五号系列大推力运载火箭的成功。在遥五任务火箭转运阶段航天人打出“超越梦想飞,誓夺四连胜”标语,如今他们终于圆梦,长征五号遥三、长征五号B遥一、长征五号遥四、长征五号遥五4次发射完胜战绩扎扎实实地提升了中国航天进入太空的新能力。
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长征五号系列火箭四战四捷
由此笔者不由得想起2017年那些因为遥二任务一时失利唱衰长五的人们如今又当如何自处?一次又一次的生动实践阐明了一个真理:要用发展的眼光看问题。
通过发射直播画面可以看到嫦娥五号有很多太阳翼,轨道器、着陆器、上升器都有,尤其是着陆器不同于嫦娥三号、四号,太阳翼面积几乎扩大了一倍,该设计目的是为了提升供电能力。
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嫦娥五号在轨展开太阳翼
着陆器与上升器组合体在执行登月任务时也将选择太阳入射角较大接近月午的时段,目的同样是为了增强供电能力,原因是执行月面采样的机械臂与钻机都是耗电大户。
探测器顺利入轨后航天科技五院终于公开了珍藏已久的嫦娥五号完全体照片,看着这张高清照片熟悉航天的人们不由得联想起半个世纪前连续六次载人登月的阿波罗飞船。
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嫦娥五号完全体
的确,两者构型有一定的相似度,比如都由四大舱段组成,阿波罗飞船有服务舱、指令舱、下降级、上升级,可以分别对应嫦娥五号的轨道器、返回器、着陆器、上升器,这是因为二者选择的都是登月返回效能最大化的月球轨道交会对接方案。
【 载人|阿波罗飞船半世纪前载人登月,嫦娥五号后来居上靠的是什么?】虽有相似但更多的是不同,首先二者发射与奔月形态完全不同,嫦娥五号在地面与地月转移飞行段都是合体形态,而阿波罗飞船从始至终都没有公开过四大舱段合体照片,这是因为他们的服务舱/指令舱组合体与登月舱/上升级组合体在地面不对接,只是在进入地月转移轨道后才对接,而在太空也从没有任何一个镜头角度可以囊括四大舱段,所以地球人也就无法看到阿波罗飞船完全体的全景照片。
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地球人永远看不到阿波罗飞船合体全景照
诚然造成这种构型组合差异的原因是无人与载人的任务需求问题,然而时隔半个世纪后的嫦娥五号基于时代与技术的进步,在诸多领域不仅实现了对阿波罗飞船的超越,更是当代登月技术能力的手执牛耳者。那么,这是大言不惭还是言之凿凿?
嫦娥五号从发射到返回前后将用时23天,在整个任务周期里有23次轨道控制、6次重大分离,以及动力下降与月面上升等高难度操作,总体可以概括为11个重大任务阶段,其中最能代表嫦娥五号引领超越的当属月面软着陆、月球轨道交会对接、月地轨道再入返回三大阶段。
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嫦娥五号近月制动
在经过112小时地月转移轨道飞行与绕月飞行后,嫦娥五号着陆器与上升器组合体将择机登月,它所使用的具有世界领先水平的登月控制技术得到了嫦娥三号、四号两次任务的完美实践检验。
嫦娥三号、四号、五号着陆器平台技术一脉相承,着陆执行机构都有用于动力下降的7500N变推力发动机,同时配置有多台150N、10N推力器用于姿态控制与机动。
除了复杂的执行机构最难的还是自主导航技术,任你发动机如何力大飞砖如果没有明眸的双眼照样鸡飞蛋打。
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嫦娥四号着陆执行机构
阿波罗飞船在登月行动中主要靠宇航员的肉眼与手动操作实现着陆,比如月面安全着陆区的选择与着陆目标点数据都是手动注入,在距离月面150米高度时则必须依靠宇航员手动控制。
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