月壤打包完成!專家:接下來才是最精彩的,代表人類最高科技

在11月24日,嫦娥五號月球探測器成功發(fā)射,在12月1日,嫦娥五號探測器成功登陸月球,并啟動鉆頭和鏟子采集月壤。不僅僅是為了月壤,這也是中國最高航天科技發(fā)展的一次大檢收。
這次采集月壤采用了鉆取和表取這兩種方式,實現(xiàn)多點、多次采樣。尤其是鉆取面臨更惡劣的環(huán)境,在地面上電機(jī)耐熱極限也就100攝氏度,團(tuán)隊為此研制了能夠在180攝氏度下正常工作的高溫電機(jī)。而且嫦娥五號是采用原位鉆取方式,就是在一個地方一直鉆,包括解鎖、鉆進(jìn)、取芯、封口、提芯、整形、傳送、避讓,整個鉆取采樣過程動作相當(dāng)復(fù)雜,任何一個環(huán)節(jié)都不能出錯。

在12月2日22時,嫦娥五號經(jīng)受住了超過100攝氏度的高溫考驗,克服了測控、光照和電源等多個條件約束,完成了對月壤自動采樣封裝。不過有分析人士指出,月壤已經(jīng)打包完成,接下來的才是最精彩的、代表人類最高科技的技術(shù)驗證環(huán)節(jié),即無人自動地外起飛和人類首次月球軌道無人自動交會對接和樣品轉(zhuǎn)移技術(shù)。
“配送員已經(jīng)取到貨,正在配送中...”,而這次探月工程中最難的就是 “配送”環(huán)節(jié),這個過程由3個“星際配送員”--嫦娥五號的上升器、軌道器和返回艙接力完成。

雖然蘇聯(lián)此前也是無人采樣,但三次帶回總重也只有約330克,而嫦娥五號一次性就要帶回2千克。因為蘇聯(lián)探測器采樣完成后直接從月面返回地球,由于返回艙和燃料負(fù)重巨大,樣品自然不能多采,而嫦娥五號采用的是“月球軌道無人對接技術(shù)”轉(zhuǎn)移樣本。
在探測器采樣完成后,上升器將帶著月壤樣本從月球表面起飛,月球沒有運載火箭怎么返回地球呢?其實嫦娥五號探測器本身就是自帶火箭的,身上運載了7500N變推力發(fā)動機(jī),上升器也有3000N左右推力發(fā)動機(jī),上升器發(fā)射到了近月軌道后,它就會與軌道器和返回艙的組合體匯合,然后把“快遞”送到返回艙里,在這過程就是考驗對接技術(shù)的時候了。

38萬公里之外的月球軌道對接比近地軌道載人航天采用的對接技術(shù)難度更大,在月球軌道上對探測器的質(zhì)量和空間都有著非常嚴(yán)格的控制。而且對接機(jī)構(gòu)必須做到小而精,重量要非常輕,并且具備樣品容器捕捉、自動轉(zhuǎn)移等功能,對操作精度的要求也要高得多。
研究團(tuán)隊采用世界首創(chuàng)的抱爪式對接機(jī)構(gòu),當(dāng)上升器靠近時,只要對準(zhǔn)連接面上的3根連桿將抱爪收緊就能實現(xiàn)緊密連接。而捕獲、校準(zhǔn)、收攏、轉(zhuǎn)移全部步驟都需要在21秒內(nèi)完成,團(tuán)隊做了35項故障源,從啟動到交會全是自動控制。樣本轉(zhuǎn)移后,軌道器和返回艙將帶著樣本從月球軌道轉(zhuǎn)移到地球軌道,進(jìn)入近地軌道后,軌道器和返回艙分離,最終返回艙以打水漂的方式返回地球。不過也有人指出,這同時也是人類最高的軍事科學(xué)技術(shù),有著非常大的軍事前景。
