嫦娥五號升空無人採集月球樣本 航天專家:有望創造5個中國首次

撰文:林芷瑩
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長征五號遙五運載火箭周二(24日)凌晨4時半,搭載「嫦娥五號」月球探測器,在海南文昌航天發射場升空,成功將嫦娥五號送入地月轉移軌道,進行中國首次月球無人採樣返回任務。
內地《環球時報》引述航天專家介紹,本次嫦娥五號升空有望創造5個「中國首次」,包括地外天體的採樣與封裝,地外天體的起飛,月球軌道交會對接,攜帶樣本高速地球再入,以及樣本的存儲、分析和研究。

國家航天局探月與航天工程中心黨委副書記關鋒指,嫦娥五號任務是中國迄今最複雜、難度最大的航天任務之一。航天科技集團五院嫦娥五號探測器系統副總設計師彭兢介紹,人類過去的採集樣本返回任務,主要是載人登月採樣,或用單一裝置採樣,每次採樣量約1、200克,而中國本次瞄準採集公斤級樣本。

長征五號遙五運載火箭搭載「嫦娥五號」月球探測器,在海南文昌航天發射場升空。(新華社)

彭兢表示,嫦娥五號探測器由4部分組成,分別為上升器、着陸器、返回器和軌道器,總重量8200公斤。4部分在發射時會組成探測器整體,飛行過程中會根據不同的任務階段組合成不同的形式。他介紹,上升器主要功能是攜帶收集的樣本從月球表面起飛,進入環繞月球軌道後會作為目標飛行器,由軌返組合體與它交會對接,完成後再將樣本轉移到返回器。

着陸器攜帶上升器着陸後,會以鑽取和表取方式在月球表面採樣並完成封裝;當完成交會對接、樣本轉移後,返回器將攜帶樣本返回地球。同時,軌道器主要承擔在不同軌道上飛行的任務,最後會在地面控制下完成規避機動,確保返回器能夠安全着陸後,將進入環繞地球的大橢圓軌道,等待後續處置。

「嫦娥五號」月球探測器在軌工作示意圖。(航天八院)

嫦娥五號任務的採樣區域位於月球正面風暴洋西北部,將以機械臂表取和鑽地鑽取的方式採集樣本,採樣量約2公斤,月面工作時間約2天。彭兢介紹,該位置從沒有太空人踏足或探測器到訪,據目前研究成果,科學家認為該區域形成的地質年代比較年輕,所以在該區採集的樣本能更好地認識月球形成過程。同時,本次採用2種採樣方式,將獲得更多種類、更多數量的樣品,且可以互為備份。

嫦娥五號將經過11個階段,20多天的在軌飛行過程。專家介紹,嫦娥五號探測器任務技術難點主要表現在多個關鍵環節,包括軌道設計及飛行過程複雜,匹配精度要求高,當中涉及月球軌道交會對接、月地轉移等新飛行階段;月面採樣封裝技術新、難度大;月面起飛上升驗證技術難度大;受對接機構大小及地面測控支持能力限制,月球軌道交會對接精度及樣品轉移自主性要求高。

據國家航天局介紹,本次任務採用半彈道、跳躍式返回,着陸區域為內蒙古四子王旗相關區域,而返回器回地球前尚有一個關鍵節點─高精度月地入射。航天科技集團五院表示,月地入射的精度在一定程度上決定返回器再入點精度,影響返回器的安全着陸,所以月地入射窗口及入射點位置均受嚴格約束;完成高精度月地入射後,飛行器將以第二宇宙速度再入返回地球大氣。

航天專家指出,「半彈道跳躍式飛行」增加了在大氣層的「一出一入」,可以消耗返回器的部分能量,從而減小着陸速度,拉長航程,有利於選擇降落區。

(環球時報)