探月三期總師胡浩:嫦娥五號將攜月球土壤標本返回

  全國人大代表、探月三期總師胡浩在北京接受大公網採訪。記者劉凝哲攝

  文|大公網記者劉凝哲

  探月工程三期嫦娥五號探測器任務將實現月球採樣返回,這是今年中國航天最大看點之一。全國人大代表、探月三期總師胡浩2日在接受大公網專訪時透露,嫦娥五號預計年內擇機在海南文昌發射場升空,進行為期約一個月的飛行,將大約2公斤的月壤標本帶回地面。“嫦娥五號的月表取樣機構,採用香港理工大學容啟亮團隊設計的取樣器和監視相機,做得非常精細、很好”,胡浩表示,探月工程歡迎更多香港科研力量的參與。

  提前三年完成目標 嫦娥五號難度空前

  依照國家重大專項計劃,中國探月三期工程預計2020年前完成。嫦娥五號在今年底發射並實現月球採樣返回後,意味着工程提前近3年完成任務目標。在胡浩看來,嫦娥五號任務的難度極大,飛行過程複雜,尤其是在月球軟着陸後,面臨着月球的未知環境,具有很大風險。

  嫦娥五號探測器由着陸器、上升器、返回器、軌道器組成。胡浩向記者詳細介紹了嫦五任務的整個飛行過程,首先是探測器從地球發射到月球的“四器”合一階段。進入月球軌道後,軌道器和返回器停留在環月軌道上,着陸器和上升器開始進行月球表面軟着陸,這是倆倆器組合階段。着陸月球后,着陸器將開啟為期約兩天的月球探測和月壤採集工作。之後,上升器從月球表面點火升空,進入月球軌道後,與停留在月球軌道上的軌道器交會對接,同時將採集的月壤樣品等轉移到返回器,之後再與軌道器分離。

  2016年11月3日,中國首枚大型運載火箭長征五號成功發射。資料圖片

  完成上述環節後,嫦娥五號任務進入返回階段。胡浩表示,隨後軌道器將帶着返回器從月球軌道飛回地球,在接近地球附近時,軌道器和返回器再次分離,返回器攜帶月壤樣品着陸,整個飛行過程大約持續30天。目前,嫦娥五號正在開展總裝測試階段各項相關工作,技術狀態和質量受控,計劃進展順利。

  容啟亮團隊也曾為嫦三設計自動轉向相機。網絡圖片

  胡浩表示,按照設計值,嫦娥五號將從月球上取回2公斤的月壤樣品。取樣將採用表面取樣和鑽取兩種方式,表取將採用機械臂方式,而鑽取則將在一個固定地點進行,表取和鑽取月壤數量的大概比例約為3:1。其中,表面取樣將採用香港科學家容啟亮團隊設計的取樣器。“是一個像爪子一樣的取樣器,分成幾瓣,可以在月球表面抓取土壤標本,再放到存放裝置裏去”,胡浩透露,容啟亮同樣還研製了監視取樣的相機,這些都屬於探測器系統的取樣分系統。

  對於香港科學家的設計,胡浩給予高度評價,“非常精細、做得很好,能夠滿足工程的任務”。他同時也説,對容啟亮團隊參與國家重大航天任務,社會各界應給予表揚。探月工程是重大航天任務,是國家意志的體現,歡迎大家的參與。“香港科學界對探月工程有好的方案和建議,我們都願意採用”,胡浩説。

  不一樣的交會對接  嫦娥五號月球軌道“抓捕小火箭”

  交會對接是近年來國人十分熟悉的航天名詞,神舟飛船已與目標飛行器進行過多次類似實驗,那麼,在嫦娥五號任務中的交會對接究竟有何不同?全國人大代表、探月三期總師胡浩向大公網表示,較之此前的交會對接,月球軌道的交會對接,一是距離地面更遠,需要更好用的“眼睛”;二是由於上升器和軌道器的體積差距很大,將採取“抓捕式”交會對接。

  嫦娥五號任務中,上升器與軌道器在月球軌道的交會對接是一大看點。胡浩表示,嫦娥五號的上升器裝有3000牛的主發動機,以及多個用於姿態調整的小發動機。在完成月面取樣並將月壤標本收集好後,上升器將自主在月面點火起飛。通過已公佈的模型可以看到,上升器的造型頗似一枚“小火箭”。在距離地球38萬公里外的月球,控制“小火箭”自主升空,並準確進入環月軌道,難度之大可想而知。

  胡浩説,在上升器點火升空的過程中,月球的環境是未知的。根據現有探測,月球表面坑窪不平,與地球上人工環境下的火箭發射環境不可比擬。上升器能否準確入軌也有很大難度,地面為此已進行詳細周密的實驗。

  嫦娥五號上升器與軌道器交會對接,將是一次非常有趣的場景。胡浩形象地説,上升器和軌道器的“個頭”差距很大,如果採取載人航天使用的“撞擊式”交會對接,將會直接把上升器“撞飛”。於是,科研人員選擇“抓捕式”對接的方法,在軌道器下端裝有大爪子,直接“抓走”上升器,隨後完成交會對接與轉移月壤等工作。在月球軌道“抓捕小火箭”,對測控精度的要求極大,這將是嫦娥五號任務的重大挑戰和看點。

  探月重大工程拉動整體科技水平 載人登月越早越好

  嫦娥五號任務在今年底完成後,意味着中國探月三期工程提前3年完成任務目標,這令人們倍加關注中國後續的探月計劃。胡浩表示,順利進行的探月工程,為載人登月創造了很好的條件,特別是培養出一支對探月非常感興趣的科學家隊伍。“我個人認為,載人登月應該越早越好”,胡浩説,探月工程等重大前沿工程,對中國整體科技水平拉動非常明顯。

  胡浩表示,探月工程是國家的重要工程,是國家意志的體現。這些年來,探月工程進展順利,是國家體制的優勢,源於各行各業的支持。探月工程對國家整體科技水平的拉動是顯而易見的,包括材料、對稀薄大氣等方面的研究都上了一個台階。目前,嫦娥五號及其運載火箭長征五號,已全部實現儀器設備國產化。

  嫦娥六號是嫦娥五號的備份星,有消息指,嫦娥六號將在月球背面實現採樣返回。胡浩表示,只有當嫦娥五號任務目標完成後,才能正式確定嫦娥六號將進行哪些新的探索。目前的探月工程,已為載人登月創造很好的條件,未來可以做月球科考站,創造更好的探月條件。“對於探月,未來的想法很多,希望每一步都能提高和突破,都在深入論證中”,他表示。

  嫦娥五號月球取樣返回過程(大公網記者劉凝哲整理)

  1:年底擇機在文昌發射場用長征五號運載火箭發射嫦娥五號探測器。

  2:嫦娥五號探測器飛抵月球軌道

  3:探測器分離,軌道器和返回器停留在環月軌道,着陸器和上升器進行月面軟着陸。

  4:着陸器着陸月球后進行探測和月球土壤採集工作,約為期兩天。

  5:完成採集任務後,上升器攜月壤標本在月球表面自主點火升空。

  6:上升器抵達環月軌道,與軌道器進行“抓捕式”交會對接,並將月壤標本轉移至返回器。

  7:軌道器與返回器離開環月軌道,飛回地球。

  8:飛至地球附近,軌道器與返回器分離。

  9:返回器進入大氣層,攜帶月壤標本着陸地球。


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責任編輯:胡明明 DN009

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