取樣后上升對(duì)接的難度有多高?相當(dāng)于在月球上空搞反導(dǎo)!

嫦娥5號(hào)已經(jīng)穩(wěn)穩(wěn)當(dāng)當(dāng)?shù)穆湓诹嗽虑虮砻骖A(yù)定位置,而且已經(jīng)在準(zhǔn)直播中完成了鉆探取樣和更多點(diǎn)的月面挖掘。未來幾天里剩下的工作,就難度最大,也是最激動(dòng)人心的從月面攜帶包裝好了的樣品再次起飛,并且在軌道上與等候幾天的軌道器完成精確對(duì)接,交接樣品后再加速返回地球。這種從靜止速度基本為零,再次起飛加速并對(duì)接的操作是全過程中操作最復(fù)雜的部分。也是半個(gè)世紀(jì)以來,再?zèng)]有在月球上出現(xiàn)過超高難度動(dòng)作。要瀚海狼山(匈奴狼山)來說,這相當(dāng)于在完全無人干預(yù)的條件下,從月球表面起飛,完成一次月球精確中段反導(dǎo)行動(dòng)。因?yàn)橹卸畏磳?dǎo)不僅僅包括相互對(duì)飛或者直接上升的碰撞式,也包括同軌道同向飛行的逐漸靠攏的漸進(jìn)式。中段反導(dǎo)在地球上已經(jīng)不罕見,但是無人對(duì)接或者無人“反導(dǎo)”,

還是在月球上空,這難度就是史詩級(jí)的了。任何對(duì)接或反導(dǎo)都需要確保不差哪怕萬分之一秒。而地球和月球之間的無線電控制和反饋信號(hào)一個(gè)來回就需要2秒以上。因此地球上發(fā)出的任何對(duì)接控制信號(hào)都是嚴(yán)重過時(shí),基本都是無用的。這次對(duì)接就必須完全依靠嫦娥5號(hào)不同部分都具備的計(jì)算機(jī)和感應(yīng)系統(tǒng)全自動(dòng)進(jìn)行。我們知道,所有航天器對(duì)接,都需要首先知道目標(biāo)的軌道參數(shù),然后清楚自己起飛后的軌道參數(shù)。那么從月面開始起飛后的上升段,是如何知道軌道器的飛行參數(shù),以及她自己是如何尋找對(duì)接軌道和進(jìn)行精確導(dǎo)航呢?實(shí)際上一直在環(huán)繞月球飛行的軌道器的參數(shù),是通過軌道器上的導(dǎo)航系統(tǒng)隨時(shí)往地球發(fā)動(dòng)數(shù)據(jù),加上地球上的大型射電望遠(yuǎn)鏡對(duì)其進(jìn)行跟蹤定位確定的。當(dāng)飛到月球背面,地面上看不到她,

但是鵲橋中繼衛(wèi)星仍可以繼續(xù)接力信號(hào)。這些精確參數(shù)不斷報(bào)給地面控制中心,地面控制中心再不斷的把核心數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給已經(jīng)落地挖土的落月器。這樣落月器就基本知道軌道器的詳細(xì)飛行參數(shù)。到了對(duì)接窗口期,落月器的下半段就成了發(fā)射架。而上半段開始起飛。起飛后的慣性導(dǎo)航起始點(diǎn),就是落月器在月球表面的精確坐標(biāo)。而中途的彈道修正,除了上升器上的慣導(dǎo)系統(tǒng)外,還有上升器上自帶的星光導(dǎo)航系統(tǒng)。這種導(dǎo)航原理和洲際導(dǎo)彈的高端導(dǎo)航原理基本一致。最終上升器和軌道器軌道參數(shù)基本歸于一致。兩者逐步接近,再通過激光雷達(dá)完成全自動(dòng)對(duì)接。當(dāng)年的蘇聯(lián)月球取樣系統(tǒng)根本無此能力,只能讓上升段整體再飛回地球。重量大而效率低。那么當(dāng)年的阿波羅有人飛船,上升段是如何和服務(wù)艙完成對(duì)接的?1960年代的電子管計(jì)算機(jī)絕對(duì)沒有今天的自動(dòng)對(duì)接計(jì)算控制能力。

當(dāng)年不論載人落月還是上升,都是先大致確定一個(gè)軌道,起飛接近后通過航天員的目視觀察,再手動(dòng)操作上升段,完成對(duì)準(zhǔn)和對(duì)接。這種飛行器自我平衡和對(duì)接方式甚至都不用電子計(jì)算機(jī),只采用一戰(zhàn)期間就有的機(jī)械計(jì)算機(jī)加多陀螺穩(wěn)定系統(tǒng)就可以完成,相當(dāng)于純手動(dòng)開太空拖拉機(jī)。和嫦娥5號(hào)的技術(shù)完全不在一個(gè)位面。