我国首颗进入日地L1点轨道的航天器诞生,为何要来到这里?

国家航天局3月23日发布消息称,嫦娥五号轨道器已进入日地L1点附近的周期轨道,实现了第一阶段拓展任务目标,成为我国首颗进入日地L1点周期轨道的航天器。
目前整器姿态稳定、能源平衡、工况正常,在该轨道运行一圈周期约为6个月。作为我国探月工程三期探测器的嫦娥五号由轨道器、返回器、着陆器、上升器四器组成。嫦娥五号飞行任务历时23天,于2020年11月24日4时30分由长征五号火箭在文昌发射,11月28日完成第一次近月制动,12月6日完成月球轨道无人交会对接与样品转移,12月17日完成轨道器返回器分离。
2020年12月17日凌晨1时59分,嫦娥五号返回器平安着陆,标志着探月工程三期月球无人采样返回任务圆满成功,探月工程“绕、落、回”三步走战略完美收官。不过,在轨道器和返回器分离后,轨道器继续发挥余热。
嫦娥五号轨道器自2020年12月21日起转入长期管理阶段后,先后实施了2次轨道机动和2次中途修正,经过88天的飞行,于3月15日13时29分成功进入日地L1点附近的周期轨道并开展后续任务。轨道器留轨部分包含结构、测控数传、热控等9个分系统的部分设备。
轨道器为何要进入日地L1点?究竟有何意义?
日地L1点的全称为“日地拉格朗日L1点”,位于太阳与地球的连线之间,距离地球约150万公里。这里是地球与太阳之间的引力“动平衡点”,意味着在这个位置上受到来自各方的引力大小基本相同。航天器位于该位置时,更容易保持相对稳定的运行状态,在节省燃料的同时,既不会被地球或者月球遮挡,还可以不间断地观测太阳或地球向阳面,是放置太阳观测站的最佳位置。
我国首颗进入日地L1点轨道的航天器诞生,为何要来到这里?
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日地系统中的五个拉格朗日点
我国首颗进入日地L1点轨道的航天器诞生,为何要来到这里?】其实,各大恒星系统中都存在拉格朗日点,以日地系统为例,共有五个拉格朗日点。其中有3个位于太阳和地球的连线上,L1点位于太阳和地球中间;L2点位于地球的后方位置;L3点则位于太阳一侧,从地球上无法直接看到;而L4和L5点则分别位于地球两侧,与太阳、地球形成一个等边三角形。
拉格朗日点的发现不仅是天体物理学的一个重大理论成果,也极大地推动了航天科学的发展。
由于位于拉格朗日点的航天器只需要很少的燃料就可以维持轨道稳定,因此这5个拉格朗日点成为航天器的首选目的地。譬如,在L1点上,航天器可以获得不间断的太阳观测视野,是太阳观测卫星的理想轨道位置;L2点距地球的距离与L1点相当,可以为航天器提供最佳的通信支持,并且该点的特殊性,使得这里成为天文观测的最佳轨道。
值得关注的是,早在2011年8月25日,嫦娥二号探测器曾首次实现从月球轨道出发,受控准确进入日地L2点的环绕轨道,使我国成为世界上继欧空局和美国之后第三个造访L2点的国家和组织。
栏目主编:刘锟 文字编辑:刘锟 题图来源:中国航天
来源:作者:刘锟

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