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嫦娥五号再入返回试验器升空

2014-10-24
来源:新华网 作者:余晓洁 杨维汉

 
  10月24日,我国探月工程三期再入返回飞行试验器在西昌卫星发射中心由长征三号丙运载火箭发射升空。 新华社记者 江宏景 摄
  图片为嫦娥五号正式版本体。此次发射的是内测缩略版。
 
  原标题:探月工程三期再入返回飞行试验器发射成功
 
  新华网西昌10月24日电(记者余晓洁、杨维汉)北京时间2014年10月24日02时00分,我国自行研制的探月工程三期再入返回飞行试验器,在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭发射升空,准确进入近地点高度为209公里、远地点高度41.3万公里的地月转移轨道。我国探月工程首次实施的再入返回飞行试验首战告捷。
 
  此次任务是我国探月工程三期一次重要的验证飞行试验,主要目的是突破和掌握探月航天器再入返回的关键技术,为嫦娥五号任务提供技术支持。试验任务由飞行试验器、运载火箭、发射场、测控与回收四大系统组成。
 
  探月工程由国家国防科技工业局牵头组织实施。飞行试验器由中国航天科技集团公司空间技术研究院研制,由服务舱和返回器两部分组成,服务舱以嫦娥二号卫星平台为基础研制,具备留轨开展科研试验功能;返回器为新研产品,具备返回着陆功能。用于发射任务的长征三号丙运载火箭由中国航天科技集团公司运载火箭技术研究院为主研制,在以往基础上进行了多项技术改进,进一步提高了可靠性和安全性。
 
  根据计划,飞行试验器飞行过程约8天,在经历地月转移、月球近旁转向、月地转移、再入返回、着陆回收等五个阶段后,返回我国内蒙古中部地区。任务实施期间,我国“远望”号测量船队、国内外陆基测控站,以及北京飞行控制中心和西安卫星测控中心,共同组成航天测控通信网,为任务提供持续跟踪、测量与控制。
 
  本次任务还搭载发射了一颗卢森堡4M小卫星,主要用于验证卫星长效电池工作情况。
 
  早前报道:嫦娥五号试验器即将发射 返回地球时像石头打水漂
 
  新华网西昌10月23日电(记者王敏、杨维汉)“我国将首次实施再入返回飞行试验,飞行器将于24日至26日择机发射。”执行此次任务的“小飞”,是“嫦娥五号”的“探路小兵”,它长什么样,由哪几部分组成?主要任务目标是什么?面临的风险有哪些?“小飞”的娘家人——中国航天科技集团第五研究院的专家们,向记者揭开了“小飞”的神秘面纱。
 
  素描“小飞”:“大块头”和“小不点”
 
  飞行试验器总指挥、总设计师杨孟飞介绍,飞行试验器由服务舱和返回器组成,其中,服务舱是名副其实的“大块头”,而返回器是与“大块头”紧密相连的“小不点”。
 
  飞行试验器共有十一个分系统,即:结构分系统、机构分系统、热控分系统、数管分系统、供配电分系统、测控数传分系统、天线分系统、工程参数测量分系统、GNC、服务舱推进分系统、回收分系统。服务舱以嫦娥二号卫星平台为基础进行适应性改进设计,而返回器则与探月三期正式任务中返回器的状态基本保持一致。
 
  “小飞”“出阁”为何快?
 
  激流勇进的深空探测舞台向来讲求争分夺秒、以快为先。我国计划于2017年在海南文昌航天发射中心发射嫦娥五号月球探测器,进行无人自动采样返回试验。而实施月地返回、半弹道跳跃式高速再入返回、返回器气动外形设计、返回器防热设计、验证半弹道跳跃式再入制导、导航与控制以及轻小型化回收着陆技术等六大技术难点是决定任务成败的关键。为了验证这些无法在地面进行试验的技术,“小飞”甘当开路先锋,与时间赛跑。
 
  “小飞”这么快就“出阁”,得益于不断提速的探月工程实施进程。中国科学院院士、五院科技委顾问叶培建指出,探月工程“绕、落、回”三步走的战略步骤,相互关联,又不完全顺序排列,拿二期工程“落”和三期工程“回”来说,两期任务各自有安排。从嫦娥一号、二号到三号任务,每次任务都完成的十分出色,原有的一些备份星的计划安排也就相应做了调整,整个探月工程的进程实际上加快了。
 
  “小飞”:娇小却坚强
 
  与神舟飞船“大哥哥”的强壮身形相比,“小飞”身姿娇小婉约,它的返回器只有神舟飞船返回舱的十分之一。
 
  可别被“小飞”婉约的气质所倾倒,由身着金色多层材料的服务舱、银色返回舱组成的“小飞”,远看犹如穿“金衣”着“白甲”的将领。“娘家人”五院为它量身订制了各类“钢筋铁骨”,可以说它是“飞坚强”。
 
  深空探测从来就没有康庄大道,探索路上遍布荆棘和未知的挑战。据杨孟飞介绍,此次“小飞”出行,如何安全地“回娘家”就是一个艰巨的挑战。如从高空往下扔石头一样,距离地面越高,石头落地的速度就越快,“小飞”要从距离地球38万公里的月球返回,到达地球时的速度将会十分“恐怖”,与之相随的摩擦热防护等风险严重威胁着“小飞”,它的主要任务就是解决怎么顺利飞到月球和怎么从月球安全和顺利地回来。
 
  为了节省发射成本,“快、好、省”地验证这一技术,五院的科技工作者巧妙设计了“小飞”娇小的外形和强健的体魄,并在新产品、新技术、新工艺上下足了功夫,通过一系列的技术创新,为“小飞”武装起了更轻量、更稳定、耐高温性更强的“霓虹羽衣”,为它在天地的自由、安全驰骋保驾护航。
 
  “飞”系航天梦——专家解析再入返回飞行试验器
 
  中新社西昌10月24日电 (张素  蔡金曼)“先是规划梦想,然後让梦想飞得精彩,再让梦想安全返回,最後让梦想走得更远。”中国探月工程三期再入返回飞行试验器的制造者、中国航天科技集团第五研究院的专家们如是说。
 
  24日 晨2时,中国探月工程三期再入返回飞行试验器在西昌卫星发射中心成功发射升空。按照计划,飞行试验器在经历地月转移、月球近旁转向、月地转移、再入返回、着陆回收等阶段後返回内蒙古中部地区。
 
  中国国防科技工业局宣布计划于2017年前後执行嫦娥五号任务,实现无人自动采样返回。中国探月工程三期副总设计师郝希凡说,“嫦娥五号”需突破月面采样、月面上升、月球轨道交会对接和高速返回4大关键技术,“为突破高速返回关键技术,必须先期实施再入返回飞行试验”。
 
  飞行试验器由金色服务舱、怠色返回舱组成,下设导航制导与控制系统(GNC)、服务舱推进、回收等11个分系统。专家说,这个身披“盔甲”的“急先锋”系有中国深空探测的梦想。
 
  60岁的深空探测平台总师鲍晓萍负责地面总装测试工作。“服务舱以嫦娥二号卫星平台为基础进行适应性改进设计,返回器却是新颖的。”她说。
 
  据悉,本次飞行试验器返回器与探月三期正式任务中返回器的状态基本一致,特点在於“小而精”。尽管外形与神舟飞船返回舱类似,但“大小仅有後者的八分之一”,且大部分设备减重20%,返回器总共600多斤。
 
  对鲍晓萍而言这是“难以承受之轻”。由於返回器构型狭小,仅容许一名操作者进去装配,而返回器的重心控制轴精度达到毫米级。让她欣慰的是,“我们保证了运输质量、检漏监测‘零缺陷’,所有焊点和紧固件一次成功,精度也满足了GNC的要求”。
 
  按照计划,飞行试验器返回器将在飞抵月球附近、绕月半圈後自动返回,以接近第二宇宙速度(11.2公里/秒)再入返回地球。航天专家们设计轨道,藉助月球的引力场不规则特性,“让轨道自然转弯,飞行试验器能?藉此‘飞’回地球。”GNC服务舱分系统主任设计师戴居峰说。
 
  另一控制难点在於采用“半弹道跳跃式再入”方式返回地球,“这是为最大限度延长飞行器在大气层中的飞行轨迹,尽可能减速。”戴居峰说,以往中国的返回式卫星并未离开地球引力场,而在茫茫宇宙里确定轨道主要依靠自身导航技术和测定技术。
 
  顺利的话,返回器将在发射8天后返回地球,回收分系统主任设计师荣伟坦言“紧张”。尽管依然是靠降落伞减速,但因此次任务与以往经验大不同,华发丛生的他笑说“急白了头”。
 
  荣伟介绍,返回器轻小型化後,相应改进的降落伞特点有三。首先是重量和体积“完全按比例缩小难以成型”,解决途径是新材料。其次是防热,“藏伞装置部分温度比原先高出一倍,後来采用隔热办法并加强自身防热”。第三是抗干扰,提高开伞的可靠性。
 
  “从工程来说,这是一次创新。从科学来说,这意味着更深刻、更直观地认识月球,从理想角度来说,我们今天开始迈出地球,明天或许迈得更远。”郝希凡说。
 
  中国人探索月球始于1962年,中国科学家于1994年正式提出探月构想。2000年,中国高层首次向外界宣布“在空间探测方面激昂实现月球探测”,四年後“嫦娥工程”正式上马。
 
  中国工程院院士、探月工程首任总指挥栾恩杰表示,中国目前开展人类对月球资源和能力的开发,进而推动深空探测活动,“经过10年、20年的努力,我们有能力为国家更远的深空探索提供技术支撑和保证”。(完)
[责任编辑:郭美红]
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