文良自媒体 嫦娥五号实现我国首次地外天体起飞，这背后的技术难度有多高？
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2020年12月3日23时10分21秒000毫秒 ， 嫦娥五号上升器3000N发动机工作约6分钟 ， 成功将携带样品的上升器送入到预定环月轨道 。 这是我国首次实现地外天体起飞 。
要弄清楚这背后的技术难度究竟有多高 ， 首先我们要知道月面起飞与地面起飞有几个不同：
1.没有固定的发射塔架 。
地面发射塔架是固定的 ， 为飞行器点火起飞提供一个稳定的着力点 。 而月面起飞只能在着陆器的基础上进行 ， 而着陆器为了软着陆 ， 是有缓冲机装置的 ， 也就是说 ， 这个临时的发射架还是柔性的 。
2.月面地形不确定 。
在着陆器上升器组合体着陆时 ， 会有一个悬停过程 ， 对着陆点月面状况进行检测 ， 自动调整着陆地点 。 因此 ， 这个点的地形状况是不确定的 ， 这就为起飞时的角度和姿态控制带来了难度 。
3.发动机可靠性 。
月面起飞是在着陆器上升器组合体完成两天的月面采样探测任务后进行的 ， 这时候发动机在月面高温环境下能否顺利点火、提供预定的推力 ， 都很考验发动机可靠性 。
我国首次地位天体起飞 ， 是载人登月前的重要技术验证 ， 是我国载人深空探测的又一里程碑 。
接下来的重点是上升器与轨道器返回器组合体的月轨交会对接 ， 以及月壤月岩样品从上升器自动传递至返回器 。
之前我们梳理过嫦娥五号任务的全过程以及难点 ， 不妨回顾一下 。
要理解嫦娥五号的整个过程 ， 我们首先要了解一下它的构造 。 它是由四个部分组成的 ， 分别是上升器 ， 着陆器 ， 轨道器和返回器 。
嫦娥五号整个旅程如下：1.首先 ， 嫦娥五号搭乘长征五号火箭进入地月转移轨道 ， 在这个过程中嫦娥五号与火箭分离 ， 开始独立旅行 。 在飞行大约四天半的时间后 ， 嫦娥五号到达月球轨道的近月点 。
2.之后 ， 要进行近月制动 ， 也就是刹车把速度降低 ， 这样嫦娥五号才能被月球引力所捕获 ， 顺利进入200km高的环月轨道 。
3.环月轨道上 ， 嫦娥五号会分成两个部分 ， 一部分是着陆器和上升期的组合体 ， 另一部分是轨道器和返回器的组合体 。 轨道器返回器组合体会留在环月轨道上 ， 着陆器上升器组合体会进行减速降轨 ， 开始着陆过程 。
【文良自媒体|嫦娥五号实现我国首次地外天体起飞，这背后的技术难度有多高？】4.经过一系列姿态调整 ， 着陆器在月面软着陆 ， 开始月壤月岩采样工作和月球探测工作 。
5.完成两项工作后 ， 上升器会进行发动机点火 ， 带着月壤样品升空 ， 回到环月轨道 ， 并与轨道器返回器组合体完成交会对接 。
6.之后 ， 上升器携带的样品自动转移到返回器 ， 上升器分离 。 而轨道器和返回器会加速到第二宇宙速度 ， 脱离环月轨道进入月地转移轨道 ， 回到祖国怀抱 。
可以看出 ， 整个过程都惊险刺激 ， 难度极高 。 那 ， 这次任务相比于之前的四次嫦娥任务 ， 最大的难点在哪呢？
1.着陆姿态控制
落月姿态控制技术是一个国家航天实力的重要标志 。
以色列和印度曾发射过月面探测器 ， 都因为探测器的姿态控制问题而任务失败 。
日本隼鸟2号小行星探测器成功着陆“龙宫”小行星 ， 未出现姿态控制失误 。 不过龙宫小行星的质量和引力比月球小太多 ， 其姿态控制无需考虑星体引力对姿态控制的干扰 ， 只需要做好发动机反推控制就行 。
而由于月球引力较大 ， 嫦娥五号要软着陆 ， 则需要在发动机制动和月球引力中间保持平衡 ， 其控制要求非常精准 。
2.着陆器点火上升
在月面长时间停留采样过程中 ， 上升器发动机要面临月面高温 。 之后 ， 发动机需要在月面120℃高温下点火 ， 这对于发动机可靠性是一个巨大考验 ， 需要前期千锤百炼的试验 ， 才能保证关键一刻不出差错 。
由于要克服月面引力 ， 上升器发动机需要推力非常大 ， 且整个过程需要精准控制姿态 。 这对于测控系统要求极高 。
3.月轨交会对接
之前我国的交会对接都是近地轨道 ， 比如天宫二号和神十一的交会对接 。
这次上升器要在月轨跟轨道器返回器组合体完成交会对接 ， 其难度远大于近地交会对接 。
首先 ， 月轨和近地轨道参数完全不同 。 其次 ， 上升器和轨道器返回器组合体 ， 体积远小于神十一和天宫二号 。 这就对推进系统控制精度要求更加严格 。
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