嫦娥六号发射全过程:从月背取回月壤,分为11步,耗时53天 |
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(长征五号火箭摄像机拍到的暴雨云团) 上图是长征五号直播画面中,箭体摄像机在大约六七十公里高度拍到的,海南上空被暴雨云团完全覆盖,火箭的尾迹冲破了云团。 长征五号遥八运载火箭的主要参数早就公开了,全箭高度约56.97米,起飞质量约867吨;有4个助推器,每个助推器有2台YF-100液氧煤油发动机,单台海平面推力约120吨;芯一级火箭有2台YF-77液氧液氢发动机,单台海平面推力约52吨。全箭地面点火起飞总推力超过1062吨。 雨中发射 此次发射嫦娥六号,采用了“窄窗口、多轨道”的模式,这是因为地球和月球之间的位置关系,飞到月球有一条最优路线,发射窗口只有数秒,一旦错过,就要等待下一个窗口。 打个比方,就像是赛车游戏里,想要最快速度过弯,往往只有一条最佳路径,入弯加减速太早或太晚,都会偏离路线,就会浪费时间。对火箭来说,就是浪费燃料。 为了保证发射成功,科研人员根据火箭的特点和天气情况,通过精心计算,设计了10条奔月轨道。也就是确保几乎任何意外情况下,火箭“过弯”都有一条最优路线,从而节省燃料、提高速度。 (嫦娥六号奔月路线示意图) 通过计算,科研人员确定发射的最佳时间是5月3日17时27分29秒132毫秒,这就是火箭起飞的“零时”。接下来火箭的工作流程如下: +17.0000秒,火箭程序转弯; +175.0495秒,4个助推器燃烧完毕,关机; +176.0795秒,4个助推器分离; +326.4445秒,整流罩分离; +481.3839秒,火箭芯一级燃烧完毕,关机; +485.1839秒,火箭芯一级分离; +488.1839秒,火箭二级第一次点火; +735.0839秒,火箭二级第一次关机,进入滑行段。 为什么要有这个滑行段呢?答案很简单,同样是因为地球、月球角度,以及文昌发射场的地理位置所决定的。 这个滑行段将持续16分半,期间二级火箭和嫦娥六号将绕着地球转小半圈,就像是“赛车过弯”,等到合适的时机出弯,再次点火加速,直接奔向月球了。 +1725.0839秒,火箭二级第二次点火; +2133.5853秒,火箭二级第二次关机,达到约10.9公里每秒的速度,进入末端修正; +2148.5635秒,火箭末端修正结束; +2218.5653秒,探测器与火箭分离,火箭使命结束。 但这时候还不能宣布火箭发射任务圆满成功,我国航天的规定是,目标航天器的太阳能帆板顺利打开、航天器开始自主供电,意味着航天器在发射过程中一切正常,所有功能都完好无损。只有通过地面遥测信号确认了这一点,我们才能宣布火箭发射任务圆满成功。 组合体两套太阳帆板展开 下午6点41分左右,嫦娥六号轨道器、着陆器的两组太阳能帆板全部顺利打开,发射任务圆满成功。 可以看到两组太阳板是垂直错开设计的,避免在太空中互相遮挡阳光。 (大红屏!) 整个发射过程中,火箭要准确把嫦娥六号送入预定轨道,火箭入轨越精准,嫦娥六号后续飞行所需要进行的调整就越少,燃料消耗就越少,寿命就越长。 对太空中飞行的航天器来说,燃料就是生命,燃料就是一切。上次发射嫦娥五号的时候,长征五号火箭的入轨精度就非常高,嫦娥五号的轨道器节省了很多燃料,因此在完成挖土任务后,还额外进行了很多任务,直到今天依然在运行当中。 宣传手册 跟火箭分离之后,嫦娥六号只能算离开了地球,后面还有一系列动作,总共有11个阶段,持续五十多天,相当复杂。 5月3日进入地月转移轨道后,嫦娥六号组合体还将进行1次到3次中途修正。 5月8日上午10时左右,嫦娥六号组合体抵达月球,轨道器开始点火制动,泊入大倾角环月轨道; 6月1日前后,嫦娥六号着陆/上升器组合体,与轨道器/返回器组合体择机分离; 6月2日前后,轨道器/返回器组合体在月球背面南极-艾肯盆地的阿波罗环形山南端着陆,开始取样作业。 (嫦娥六号着陆区,与嫦娥四号距离几百公里) 为什么要选择在这里着陆采样呢?因为这里是月球最古老、也是最大的撞击坑,月球深处的岩浆曾经被撞击翻到了月表,采集到几十亿年前的珍贵样品的可能性更大。 6月4日前后,上升器携带着月壤样品,点火起飞,进入环月轨道; 6月6日前后,上升器、轨道器/返回器组合体对接,将月壤样品转移至返回器内部密封; 6月20日前后,轨道器/返回器组合体点火,进入地月转移轨道,开始返回地球; 6月25日前后,在距离地球5000公里的轨道高度上,返回器与轨道器分离,返回器开始再入大气层,采用两段式再入方式,预定降落在四子王旗着陆场,至此任务结束。 (嫦娥六号奔月的11个步骤) 可以看到,这11个步骤,每一步都不能出问题,如果其中一个环节出错了,后面的步骤就可能全部泡汤了。整个过程也可以看作是载人登月的一次预演。我国航天非常重视此次发射,公布了很多信息,透明度很高。 长征五号火箭团队可以稍微轻松一下了,但他们休息不了,马上又要投入到新的发射任务中去。按照计划,今明两年内长征五号将进行9次发射,这才是第二次。 而嫦娥六号团队,目前只是迈出了第一步,更艰巨的任务还在后面。预祝嫦娥六号任务圆满成功,顺利把月球背面的土特产带回地球。 #嫦娥六号发射成功#返回搜狐,查看更多 |
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