嫦娥三号今日发射 将挑战中国探月工程多个首次


 发布时间:2020-11-22 12:21:26

探月三期再入返回飞行试验返回器在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆,标志着中国探月三期再入返回飞行试验任务取得圆满成功。从地面进入太空漫步到最终返回地球,这一路上时刻测量控制着返回器的飞行速度,实现精准、平稳变轨控制和再入返回控制的关键设备之一,是中国航天科工集团公司三院33所研制的高精度加速度计组件,它是嫦娥五号飞行试验器太空漫步的“敏感精灵”。在嫦娥五号飞行试验器8天的太空之旅中,主要包含地月转移变轨、月球近旁转向、环月轨道保持、月地转移变轨和以接近第二宇宙速度(11.2公里/秒)再入返回地球等关键阶段和环节,在此过程中,速度控制都是关键因素,而精准测量各个阶段速度变化(即加速度)正是加速度计的“看家”本领。试验器每分每秒所发生的加速度变化,加速度计组件都“了如指掌”,从而使GNC系统能够准确量测飞行器的速度和位移,把握行踪。

据33所负责空间型号的总师介绍,加速度计的类型较多,根据其构造形式可分为机械的和固态的,石英挠性加速度计属于机械敏感器——力反馈摆式加速度计,其具有紧凑、可靠、精度高和动态范围宽等特点。三十余年来,33所自主研制生产的该型加速度计已在众多武器型号产品上得到了广泛应用。该型加速度计同时是助力神舟系列飞船飞行任务十战十捷、飞船与天宫一号对接、嫦娥三号精准落月的功勋产品。而且,相比嫦娥三号用三轴加速度计,嫦娥五号飞行试验器用加速度计测量精度提升了两成,温度工作范围提高了一倍。探月工程三期再入返回飞行试验任务的胜利,是继嫦娥三号成功登月后中国探月工程的又一重要里程碑,是探月工程全面转入无人自主采样返回新阶段的关键环节。作为“绕、落、回”规划的第三步,探月工程三期的主要目标是实现无人自动采样返回,突破月面采样、月面上升、月球轨道交会对接和以接近第二宇宙速度再入返回四项核心关键技术。

专家表示,参与探月三期再入返回飞行试验任务所用的33所加速度计,其设计水平、工艺实现、生产规模、技术实力等目前在国内居于领先地位,以此技术为基础,33所走军民融合、以高技术参与国家经济建设和服务国计民生的路子,开发了大量性能优良的民用产品。其中,最具代表性的产品包括地质灾害监测预警系统、大坝自动化监测系统、无线随钻测量系统和磁性连续测斜仪等。地质灾害监测预警系统曾成功应用于汶川地震救灾和舟曲灾后重建工作。“驻守”北京市密云县33条泥石流沟、甘肃陇南地区13个县、云南省小龙潭露天煤矿、陕西骊山景区、四川雅安国家地质灾害预警示范区、新疆新源山区牧场滑坡监测示范区、北京戒台寺、重庆南山区头渡镇中心小学等地区的地质灾害监测预警系统,成为当地的“千里眼”和“顺风耳”,为防灾减灾提供了重要依托;大坝自动化监测系统是采用GPS系统和静力水准系统,实时掌握坝体变形情况,该项目将应用南水北调工程;无线随钻测量系统和磁性连续测斜仪则分别应用在涉及国家能源战略安全的油田钻井和测井过程。

(完)。

强军梦是国家的梦、军队的梦,也是每个官兵的梦。由新华网和新华社军分社联合推出的《两院院士谈强军》系列访谈,将邀请众多院士谈强军,由院士个人成长经历为主线,畅谈国家和军队的变迁。将个人命运与国家和军队的历史进程融为一体,真情展现一个民族的生生不息。本期特邀中国科学院院士、原西安卫星测控中心总工程师李济生走进访谈间。新华网记者:各位网友大家好!欢迎收看由新华网和新华社解放军分社为大家联合推出的“两院院士谈强军”系列访谈,今天是访谈的第八期。我们请到的嘉宾是中国科学院院士、人造卫星轨道动力学专家以及卫星测控学的专家李济生,李院士您好,欢迎您做客新华网!谢谢。李济生:您好! “嫦娥三号”存在很多新的技术难点 新华网记者:我们知道刚刚发射的“嫦娥三号”很受大众关注,这次的发射与前两次相比,在卫星测控方面有怎样的不同呢? 李济生:我国的月球探测分三步走:绕、落、回。这次“嫦娥三号”的发射与“嫦娥一号”、“嫦娥二号”相比,存在很大的技术难点。

“嫦娥一号”和“嫦娥二号”是围绕着月球运行来探测月球的地形、地貌等,属于“绕”。如今,将要发射的“嫦娥三号”将实现“落”。所谓“落”,就是要把航天器软着陆落到月球表面上,直接在月球表面上进行探测。月球探测的第三个阶段是“回”,即返回地球。“落”和第一个阶段的“绕”相比,有一些突出的技术难点和新的技术,主要有三点: 首先,卫星从地面发射到月球附近以后,需要适当减速,才会成为绕月卫星。“嫦娥二号”的制动火箭推力比较小,它的变轨是一次一次逐步进行的,最后使它在绕月球100公里高度的轨道上平稳运行。而“嫦娥三号”的制动火箭推力非常大,一次变轨就要变到绕月球100公里的轨道上,所以对卫星的姿态、速度、变轨的位置等要求很高,如果误差大,变轨之后就会偏离之前设计好的轨道。所以说“嫦娥三号”的技术要求更高。第二个难点在于如何令“嫦娥三号”安全地降落在月球的表面。在载人航天返回舱返回的过程中,返回舱会在距离地面十公里的位置打开降落伞,这时返回舱是慢慢落到地面的。

但是月球上没有空气,不可能使用降落伞,如果着陆器采取硬着陆降落,着陆器就会摔坏,所以要采取软着陆的方法,即用一个推力器产生与月球重力方向相反的推力托着着陆器慢慢的从高处向下降。距离月球远的时候引力小,越是接近月球表面引力越大,因此推力并不是恒定的推力,而是一个变推力。着陆器下降的高度、和速度之间有严格的匹配要求,下降的速度和高度之间的匹配都是设计好的。在降落过程中,着陆器会自动控制推力,使下降速度和高度相匹配,但考虑到可能会出现意外或紧急情况,地面必须具备对其进行地面控制的能力,在地面监视着它降到什么高度?速度是多少?匹配不匹配,如果不匹配地面会发送一些指令控制它,使之匹配,这样做才能使它慢慢的安全降落在月球上,而不是直接摔下去,这个控制过程我们是第一次尝试,技术要求是很高的。第三个难点,月球着陆以后会利用月球车在月球的表面进行探测、巡视,也可以叫它月球巡视器。如何控制它在月球表面行走?可以分为两类,自主控制和地面控制。

自主控制时,车上装有摄像头,可以通过视频来观察环境。而如果月球车自己处理不当,或地面要人为地改变月球车的行进路线,这时必须要地面对它进行地面控制,这个控制叫做“遥操作”。“遥操作”需要地面来发送指令控制月球车的动作,这种控制以前从未尝试过。地球距离月球大约38万公里,光速30万公里/秒,存在比较大的时间延迟,操作起来不会像在地面上可以马上做出动作,而且,远距离通信是否会出现信号丢失、信号干扰等问题。?情况比较复杂。“遥操作”也是一个很新的技术,需要实践。以上三方面是主要的新技术,其他方面还有一些难点,例如,月球表面的温度和太阳的光照有很大关系,光照着的时候,即月昼,月球表面温度最高可以达到120度,而照不到的时候,即月夜的时候,可以降到零下180度,温度变化很大。月球车在月夜期间可以用核电源供电加温,而月昼时怎么办呢?月球上不可能像在地球上一样装空调,要能够承受高温,我们想了一个办法,让月球车调整方向,使太阳能电池帆板对着太阳,使月球车在太阳能电池帆板的“阴凉”里,就像放在太阳伞下面。

类似于这些通过地面操作来控制的技术都是新技术。

嫦娥 月球 月球车

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