04:35
12-15
21:17
12-14
21:12
12-14
21:05
12-14
21:04
12-14
20:58
12-14
12月14日,嫦娥三号实施月面软着陆前,北京飞控中心工作人员在做准备。正在进行环月飞行的嫦娥三号探测器状态正常,将于当日晚择机实施月面软着陆,我国可望成为世界上第三个实现月面软着陆的国家。
落月预计需要12分钟。在推力为7500牛的我国首台变推力空间发动机制动下,嫦娥三号将从距月面15公里处实施动力下降,相对速度从每秒1.7公里逐渐减为零。探测器还将在距月面100米处悬停,利用敏感器对着陆区进行观测,以避开障碍物、选择着陆点。
这一过程主要靠探测器自主完成,人工干预的可能性几乎为零。
正在进行环月飞行的嫦娥三号探测器状态正常,将于14日晚择机实施月面软着陆,我国可望成为世界上第三个实现月面软着陆的国家。
落月预计需要12分钟。在推力为7500牛的我国首台变推力空间发动机制动下,嫦娥三号将从距月面15公里处实施动力下降,相对速度从每秒1.7公里逐渐减为零。探测器还将在距月面100米处悬停,利用敏感器对着陆区进行观测,以避开障碍物、选择着陆点。
这一过程主要靠探测器自主完成,人工干预的可能性几乎为零。
720秒内无法人工干预,探测器落月靠的是基于对月测速、测距和地形识别的GNC系统。嫦娥三号GNC分系统主任设计师梁俊告诉记者,GNC是制导、导航、控制三个词的缩写。导航可以让探测器知道自己所在的位置,制导可以规划路径,控制就是根据探测器的位置,按照目标完成着陆任务。GNC具有感知功能,可以“看”到月面的情况,测量到落月过程中探测器的姿态、速度、与月面的距离等,同时把各种信息汇集到中心计算机进行处理,再根据事先设定好的落月要求,对探测器进行控制。通过“看见”、测量、计算处理、控制执行,来指挥探测器落月。
嫦娥三号探测器上一共有29台发动机,其中,“7500牛变推力发动机”直接决定着嫦娥三号奔月与落月的成败,且没有备份。月球表面没有空气,无法使用降落伞等空气摩擦产生阻力的方式对探测器进行减速。因此减速的实现只能依靠变推力发动机。
探测器降落月面时,来自月面的巨大冲击力将是其安全着陆的最大威胁。美国和前苏联探测器的软着陆方式主要有三种:气囊弹跳式、着陆腿式和空中吊车式。而嫦娥三号靠的是四条长腿和四只大脚。
由于月尘带有静电,容易吸附在巡视器表面或侵蚀巡视器的活动部件,因此防尘密封圈就变得格外重要。就是一个小小的密封圈,研制人员足足花费两年的时间才找到合适的配方。他们对设计出来的每一种配方都进行了高温压缩永久变形测试、压缩耐寒系数测试、耐热空气老化测试等多项测试,通过数十次试验,终于确定了配方。由于月尘的直径不足1毫米,甚至只有几微米,因此必须把密封圈的尺寸做到恰到好处,松了月尘就会进入,紧了就会被磨损,这对工艺与制作能力提出了苛刻的要求。
软着陆是相对“硬着陆”而言的。所谓“硬着陆”,是指航天器在降落时不减速,直接冲撞月球表面,会对航天器造成毁灭性的冲击。北京大学地球与空间科学学院焦维新教授告诉记者,“硬着陆”是人类了解月球的初级阶段,也分为“不受控撞月”和“受控撞月”两种类型。无论哪种,都只能在撞月之前实现近距离观测月球的目的。如果要更进一步探测月球,航天器不能总一头撞向月球,需要航天器能够完好地抵达月面。软着陆,就是在月球表面没有空气、无法使用降落伞的前提下,通过减速装置,使人造航天器减速安全地抵达月面,并平稳着陆。
人造航天器的首次成功硬着陆和软着陆都是由前苏联实现的。1959年9月12日,前苏联的月球2号探测器发射升空,在月球表面硬着陆,成为到达月球的第一位使者,但它的无线电通信装置在撞击月球后就停止了工作。1966年2月3日,前苏联发射的月球9号在月面安全落月,开创了人类探测器零距离考察月球的新阶段。
在嫦娥三号之前,只有美国、前苏联成功实施了13次无人月球软着陆。这13次成功也伴随着多次失败。据统计,在上世纪六七十年代的美苏太空竞赛中,成功发射的具有软着陆任务的30个航天器中,最后成功着陆的只有20个。1976年,前苏联的月球24号从月球成功返回后,已经有37年没有任何人造航天器踏足月球。
2007年,我国发射的嫦娥一号成功进行了月球“硬着陆”。
“月球降落是整个任务最关键阶段。”中国探月工程总设计师吴伟仁说,“在短短几百秒内从15公里安全降落到月面预选着陆区,这是全新、也是最重要的考验。”
这注定是惊心动魄的720秒:前苏联直到第12次尝试才首获成功,美国也在品尝了3次失败苦果后方平安着陆。月面软着陆到底有何风险?专家认为,嫦娥落月至少面临五大考验:新技术新产品等待登月考验、“黑色12分钟”全凭自主控制、“中国腿”挑战月面软着陆、撞击瞬间考验设备可靠性等。