(原标题:嫦娥五号探测器成功落月)

珍贵影像!嫦娥五号传回的着陆影像图

↑12月1日,在北京航天飞行控制中心拍摄的嫦娥五号探测器落月瞬间。记者从国家航天局获悉,12月1日23时11分,嫦娥五号探测器成功着陆在月球正面西经51.8度、北纬43.1度附近的预选着陆区,并传回着陆影像图。

新华社记者 金立旺 摄影报道

珍贵影像!嫦娥五号传回的着陆影像图

↑12月1日,在北京航天飞行控制中心拍摄的嫦娥五号探测器落月瞬间。

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↑12月1日,在北京航天飞行控制中心,航天科技人员在监测嫦娥五号探测器工作状态。

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↑12月1日,在北京航天飞行控制中心,航天科技人员在监测嫦娥五号探测器工作状态。

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↑12月1日,在北京航天飞行控制中心,航天科技人员在监测嫦娥五号探测器工作状态。

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↑12月1日,在北京航天飞行控制中心拍摄的嫦娥五号探测器落月过程。

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↑12月1日,在北京航天飞行控制中心拍摄的嫦娥五号探测器落月过程。

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↑12月1日,在北京航天飞行控制中心拍摄的嫦娥五号探测器落月瞬间。

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↑嫦娥五号探测器动力下降过程降落相机拍摄的图像(国家航天局供图)。

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↑嫦娥五号探测器软着陆后降落相机拍摄的图像(国家航天局供图)。

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↑12月1日,在北京航天飞行控制中心,航天科技人员在监测嫦娥五号探测器落月过程。

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↑12月1日,在北京航天飞行控制中心,航天科技人员在监测嫦娥五号探测器落月过程。

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↑12月1日,在北京航天飞行控制中心,航天科技人员在监测嫦娥五号探测器落月过程。

嫦娥五号落月视频来了 (来源:~)

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12月1日22时57分,嫦娥五号探测器着陆器和上升器组合体从距离月面15公里处开始实施动力下降,7500牛变推力发动机开机,逐步将探测器相对月球纵向速度从约1.7公里/秒降为零。

期间,探测器进行快速姿态调整,逐渐接近月表;此后进行障碍自动检测,选定着陆点后,开始避障下降和缓速垂直下降,平稳着陆在位于月球正面风暴洋的吕姆克山脉以北地区。着陆过程中,着陆器配置的降落相机拍摄了着陆区域影像图。

成功着陆后,着陆器在地面控制下,进行了太阳翼和定向天线展开等状态检查与设置工作,将正式开始持续约2天的月面工作,采集月球样品。

经过约38万公里、一周左右的地月转移、近月制动、环月飞行之旅,12月1日晚间,嫦娥五号探测器稳稳降落在月球正面风暴洋北部吕姆克山、夏普月溪附近。这是中国探测器第三次在月球表面成功软着陆,也是人类探测器首次踏足月球上的这一区域。无论是嫦娥五号成功落月,还是即将开展的科学探测及自主采样返回等任务,都看点多多、令人期待。

险!600公里外“全自主跳伞”

在距月面1.5公里时,嫦娥五号利用光学成像敏感器进行粗避障,剔除大型障碍物;距月面仅百米时,嫦娥五号上的备用激光三维成像敏感器进行精确避障,精准识别选好落点。

一边下降一边避障,待嫦娥五号飞到选定着陆点后,一个侧身开始垂直下降,并在距离月面较近时关闭发动机、自由落体……

着陆腿缓冲着陆!至此,嫦娥五号完美落月!

主动减速、快速调整、迅速接近、精准选点、稳步着陆……整个落月过程,一系列复杂精细的动作都由嫦娥五号自主完成,犹如一位在月球凌空漫步的袅袅仙子,婀娜多姿。

“嫦娥五号任务的落月和近月制动一样,都是只有一次机会,必须一次成功。可以说,落月的过程就是边飞行边找寻落点,在15分钟内,完成约600公里外的全程自主跳伞。”中国航天科技集团五院嫦娥五号探测器系统副总设计师彭兢说。

着陆后,在地面测控方和空间应用科学任务支持下,嫦娥五号依次完成状态检查、预备工作状态设置、着陆区成像等任务……

为了实现“选址正确,落得准确”,嫦娥五号采用了中国航天科技集团五院502所已经在嫦娥三号和四号上应用的“粗精接力避障”的方式,即在502所研制的制导导航与控制(GNC)系统的指挥下,将“粗避障”与“精避障”相结合,让嫦娥五号稳稳地降落。

稳!嫦娥五号“大腿”显身手

落月的关键在于“平稳”二字。嫦娥五号落月时,撞击月面会形成较大的冲击,必须设计相应的着陆缓冲系统,吸收着陆的冲击,保证探测器不翻倒、不陷落,这是落月的技术难题之一。而着陆缓冲机构,通俗地说就是嫦娥五号的“腿”。

这四条缓冲、支撑一体化的“腿”可不一般,它们是嫦娥五号机构分系统团队精心设计、巧手研制,更拥有嫦娥三号、嫦娥四号的完美基因。

据介绍,着陆缓冲机构具有完全自主知识产权的“偏置收拢、自我压紧”式方案,保证了收拢简单、展开可靠,解决了着陆缓冲、着陆稳定性等多方面的问题。

与嫦娥三号的着陆缓冲设计方案相比,由于任务难度增加,嫦娥五号任务的着陆缓冲能力要求提高了30%,但机构重量指标却减少了5%,这为研制团队带来了不小的难题。

面临减重的难关,研制团队反复迭代,每次修改完设计,讨论时一旦发现新的减重突破口,又毫不犹豫地再次推翻设计、继续修改,最终达到了设计指标,确保了嫦娥五号稳定可靠地完成与月球的亲密“拥抱”。

准!落月点仍属月球探测“处女地”

此次嫦娥五号的月球着陆区域名叫“风暴洋”,周围有1300米高的火山群,环境之险峻名副其实,让嫦娥五号此行更加充满探险的意味。随着嫦娥五号的造访,月球风暴洋举世闻名。

科学家们认为,着陆在此是十分明智的选择。从地球上看起来,这里更像是广阔、黑暗的熔岩平原。

过去,这里还从未有过任何人类探测器到访过的足迹。

为何选择在这里?虽然这里和嫦娥三号在月球虹湾着陆点的纬度基本相当,但根据目前研究成果,这块区域形成的地质年代较短,约37亿年。中科院国家天文台专家表示,此次嫦娥五号有望获取最年轻的月球返回样品,在月球火山活动和演化历史研究等方面取得原创性的科学成果。

由于涉及采样后上升器的月面起飞,嫦娥五号落月的过程也是为后续上升器月面起飞选择“发射场”的过程。专家介绍,相较于嫦娥三号、四号,嫦娥五号需要着陆区域内无太高的凸起、无太深的凹坑,并且坡度要符合任务要求,这对着陆点的位置精度和平整度方面提出了更高要求。

后续,嫦娥五号将同时用“表取和钻取”两种方式采样。“表取”,顾名思义就是从月球表面通过机械臂和机械爪的配合,抓取一部分月壤。而“钻取”则是要通过特殊的钻头,钻到月表以下两米左右的位置,把月壤整体取出来。

“这样能够更加原汁原味地保留月表以下两米的月壤构造情况,让科学家们能够更加清楚地了解到月壤的构造和分布以及每一层的特征。”中国航天科技集团五院嫦娥五号探测器钻取子系统技术负责人王国欣说。

院士用哈尔滨香肠详解月面采样 (来源:~)

 

回家之路仍有挑战

根据国家航天局介绍,嫦娥五号返回地球时将采用半弹道、跳跃式返回模式,着陆区域为内蒙古四子王旗相关区域。早在2014年10月,中国就曾成功试验飞行器以第二宇宙速度再入返回,验证了气动力、气动热防护、制导导航与控制等多项关键技术,为嫦娥五号任务奠定了坚实的基础。

有航天专家表示,“半弹道跳跃式飞行”增加了返回器在大气层的“一出一入”,从而减小着陆速度,有利于选择降落区。彭兢介绍说,嫦娥五号任务的返回器跟2014年验证试验时返回器状态基本一致。那次飞行试验的目的就是为了验证返回器能以第二宇宙速度,也就是约每秒11公里的速度,返回地球大气层。其中涉及气动、防热、控制等一系列复杂关键技术。2014年的试验取得成功后,我们对完成嫦娥五号任务有了更大信心。不过与2014年的试验相比,嫦娥五号返回器还有一些细微差别。因为这次返回器要接收从月球表面起飞带上来的月球样品,所以多了一个返回舱,而且返回舱要保证在交互对接时能打开,确保样品容器进入舱里面,在返回地球过程中还要保证舱门可以严密关闭保护样品。针对这些差别,研制人员已经做了大量地面试验。

在此之前还有一个关键节点——高精度月地入射。《环球时报》记者了解到,月地入射的主要目的是通过月球轨道上的轨道机动,使轨返组合体进入月地转移轨道。由于月地关系不断变化,月地入射窗口及入射点位置均受到严格约束;同时,月地入射的精度在一定程度上决定了返回器再入点精度,影响返回器的安全着陆,控制精度要求也非常高。

地面大网保障“嫦娥奔月”

嫦娥五号探月采样返回这么复杂的过程,全程需要一双“无形之手”牵引指挥。从火箭升空的那一刻起,火箭飞行、星箭分离、嫦娥五号落月、探月、采样、返回等整个过程,都依托由地面雷达、地面测控站、海上测量船及中继卫星等陆海空天全方位布局的系统,用无形电波张开的通信测控“天罗地网”,全程掌握嫦娥五号的位置、状态等信息,接收它发回来的数据,并向它传递来自地面的指令信息。

到月球了!嫦娥五号着陆月球!仰望星空的我国首个35米深空天线组阵系统。

中国电科技术人员表示,长征五号火箭发射时,新一代雷达遥测综合测量系统提供了持续保障。它是国内首部大口径雷达遥测一体化系统,能跟踪火箭反射回波,即使在应答机或遥测设备异常情况下,仍能测量火箭飞行轨迹。

据中国电科工作人员介绍,不同于常规任务,月球探测任务面临着测控距离遥远、自由空间损耗、空间延时大以及任务场景复杂等诸多挑战。不久前我国首个深空天线组阵系统正式启用,与南美35米深空测控系统、佳木斯66米深空测控站,以及分散各地的地面测控站、海面测量船联袂出征,共同提供嫦娥五号的测控通信保障。该深空天线组阵系统由4个35米深空天线组成,可实现单天线或2/3/4任意天线组阵,从深度和广度上大大提升我国深空测控能力。中国电科技术人员表示,其中4天线组阵时拥有超过66米口径天线数据接收能力,测控距离超过4亿公里。

由于月地距离遥远,对嫦娥五号的测控通信微弱信号需要“遥控器”和灵敏“顺风耳”支撑。作为深空测控重要组成,大功率高功放设备是探测器通信链路的“遥控器”,能将微小的上行已调信号放大后,经大口径天线发射出去,实现对距离几十万公里以外月球探测器的精准控制;而特种低温接收机则像探测器的“顺风耳”,通过物理极限大幅降低电子器件热噪声,可在零下260摄氏度的低温环境下,精确接收到来自遥远太空的微弱信号。

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人民网北京11月24日电(赵竹青)11月24日4时30分,海南文昌发射场,长征五号遥五火箭托举“嫦娥五号”月球探测器呼啸升空。随后,“嫦娥五号”成功入轨,发射取得圆满成功。

嫦娥工程此前完成了嫦娥一号、二号、三号、四号以及五号T1试验器的任务,每一次任务都在上一次任务的基础上有所突破。此次“嫦娥五号”的任务就是要力争实现中国的四个“首次”。

首次在月球表面自动采样

此次任务中,“嫦娥五号”着陆器与上升器组成的着上组合体将在月球表面自主完成月壤采集,并将样品封装进上升器中。作为首次采样,取多取少不是重点,取到了就是成功。

首次从月面起飞

“嫦娥五号”着上组合体完成采样后,上升器将从月面起飞将样品带入环月轨道,这是我国的航天器首次从月球表面发射升空。

首次在38万公里外的月球轨道进行无人交会对接

上升器上升到环月轨道后将与轨道器、返回器组成的轨返组合体交会对接,把采集样品转移到返回器内。此前我国执行的交会对接都是在环地轨道上进行的,在环月轨道上进行交会对接,距离更远,也更有挑战性。

首次带月壤以接近第二宇宙速度返回地球

以接近11.2公里/秒的第二宇宙速度返回地球虽然不是我国航天工程的新课题,但此次返回器中携带着珍贵的月壤,对于返回器的安全性提出了更高的要求。

在长征五号遥五运载火箭成功发射嫦娥五号探测器后,美国太空探索技术公司SpaceX首席执行官埃隆·马斯克(Elon Musk)发推文对此大加称赞。

马斯克在推文中回应了中国媒体的报道,并赞扬了中国最新的登月努力。他说,嫦娥五号发射是“令人兴奋的任务”。

而在今年7月,马斯克在微博表示,“中国今天成功发射了首次火星探测任务“天问一号”探测器,非常振奋人心。”

欧洲航天局对嫦娥五号探月任务高度关注,专门在官网和推特发文介绍了任务详情以及中欧相关合作。欧洲航天局表示,嫦娥五号以中国月亮之神嫦娥的名字命名,由月球轨道器、着陆器和上升探测器三部分构成。本次任务计划采集2公斤月球样本并带回地球,这将是1975年以来人类首次开展此类月球探测采样活动。

欧洲航天局介绍说,在嫦娥五号发射后的两个关键阶段,欧洲航天局将使用其位于南美洲的库鲁航天中心和位于非洲的马斯帕洛马斯航天基地,为探测器提供数据传输中继服务,协助位于北京的航天控制中心确认轨道任务状态。我们很高兴能够运用自身的观测网络为这一激动人心的探月活动提供支持!

嫦娥五号成功落月!月面采样正式开始

欧洲航天局在推特发文祝贺嫦娥五号发射,中国驻欧盟使团回应感谢。

 

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