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165438+10月30日淩晨4點40分,嫦娥五號探測器組合體成功脫離月球軌道,將於2月1日降落在月球鋒面風暴海洋北部的呂姆克爾火山上!

組件進入月球軌道。

嫦娥五號的著陸之所以如此引人註目,是因為這是自1976以來第壹次有探測器從月球帶回樣本,而且是月球上年輕的呂姆克爾火山,那裏的月巖樣本滾燙,美國國家航空航天局阿波羅計劃帶回的月巖也不再是唯壹的(前蘇聯帶回384克,不夠自己用)!

但是估計擺在大家面前的是壹個問題。這嫦娥五號怎麽回來?還記得從海南文昌發射時巨大的發射塔,壹眨眼就到了月球,也沒人建發射塔。它是怎麽回來的?

嫦娥五號要下去,她才能考慮回來。

30日淩晨,軌道器與返回器、著陸器、電梯分離後,都運行在距離月面200公裏的軌道上。準備著陸時,著陸器和升降機的組合體將進入近月點15公裏的月球著陸軌道。當然,妳不用懷疑近月點就在呂姆克爾火山附近。

由於月球表面沒有大氣環境,探測器可以非常接近月球表面,但很少會低於15 km,這幾乎是登月的特殊軌道。月底著陸器上的主火箭發動機點火,組合體正式進入登陸月球的下降曲線!壹般會經歷以下幾個階段:

距離月球表面1,15公裏:

在主動減速階段,探測器功率下降,速度從相對於月面的1.68km/s逐漸降至零。

離月球2,8公裏遠:

在快速調整部分,探測器執行快速姿態調整。

離月球3,6公裏遠:

在接近段,探測器不斷接近月球。

在懸停階段,識別障礙物和斜坡。在2公裏左右時,金星會初步避開障礙物,識別月球上的大型障礙物。首先,我們應該避開這些區域。

距離月球4100米。

在避障段,將在100米精確避障,通過激光掃描精確避障,在距離月球30米處避障。

在緩降段,總成將獨立選擇壹個相對平坦的區域,然後開始緩慢垂直下降。

最後,在反推力裝置和著陸緩沖機構的幫助下,組合體將毫無障礙地成功降落在月球表面相對平坦的位置上!

嫦娥五號8.2噸的飛船只為拍這2公斤重的月巖?

嫦娥五號著陸器上的機械臂和鉆探設備將在接下來的時間裏為鉆探和取樣做準備。為了鉆2M下面的月巖,月球表面的鉆孔結構重70-80公斤,表面取土結構也要幾十公斤,占總成的比例很大!

機械臂展開取樣示意圖

此外,為了保護這塊2公斤重的月球巖石,還需要用集裝箱把它送回去。如何保證這些月球巖石能夠到達地球,是壹個極其復雜的結構。當年前蘇聯第壹次不帶采樣帶回了180克左右,而且還是月球表面的巖石和土壤,所以這2公斤很難!

嫦娥五號已經采樣完畢。它是怎麽回來的?

要了解它是怎麽回來的,首先要了解嫦娥五號的結構。自從阿波羅登月以來,幾乎所有登月和返回的結構都大同小異,都是由著陸器和升降機組成。這不是抄襲,而是工程技術妥協的結果!

嫦娥五號月球采樣返回器結構圖

因為現代火箭的比沖相差不大,即使高或低,也還是在同壹個數量級。所以,在月球返回階段,盡可能的減掉下降到月球時壹直使用的自重,是最明智的選擇。於是,原本是單級火箭的登月組合體被強行分成了兩個結構,壹個是下降著陸器,壹個是上升返回立管!

而這個著陸器拼盡全力後會被狠狠踩壹腳,因為上升器需要踩著它的身體才能回來。上升器直接在著陸器形成的平臺上點火起飛,然後將上升器加速到1.68 km/s的速度,與軌道器在200 km的軌道上對接!

上升器與變軌返回器組合體在月球軌道交會對接示意圖

其中,樣品轉移也將在軌完成。樣本轉移完成後,立管將被嚴重廢棄。軌道器將帶著返回器在月球軌道上加速點火,直到達到2.4 km/s的月球逃逸速度,脫離月球返回地球!

接下來是返回器的亮點。和嫦娥五號的T1實驗飛行器壹樣,軌道器和返回器的組合會在接近地球軌道時將返回器分離,然後軌道器以第二宇宙速度掠過地球,返回器開始進入返回軌道!

因為是第二次宇宙速度回歸,不能直接減速,所以會有壹個水漂彈道減速的過程。這個我很熟悉。如果順利,它將在傳統的內蒙古著陸場著陸,帶回月球是如何死亡的信息。