作为“太空邮差”,嫦娥五号轨道器是如何做到“鸡蛋壳上挂秤砣”的?
太空对接差之毫厘、谬以千里。人类此前三次无人月球采样任务,由于无法掌握月球轨道无人交会对接技术,采用的都是月面起飞直接返回地球的方案;嫦娥五号则采用具有世界先进水平的月球轨道交会对接技术。为此,从上升器进入环月飞行轨道开始,一直到轨返组合体与上升器完成对接与样品转移为止,嫦娥五号研制团队精心设计了交会、对接、组合体运行、轨返组合体与对接舱分离等一系列关键动作,助推嫦娥五号实现完美对接。
轨道器是名副其实的“太空邮差”——它将在相距38万公里的地球和月球之间,架起一条太空“物流”的特殊通道,既承担地月往返运输任务、将乘客安全送往目的地,又在太空中完成货品“接收”“装箱”,将珍贵的月壤投送回地球。
“轨道器在轨共有5次分离,6种组合体状态,承担地月往返运输、器间分离、交会对接与样品转移等关键任务,是目前最复杂的空间飞行器之一。”中国航天科技集团第八研究院(以下简称八院)嫦娥五号探测器副总设计师查学雷告诉记者,针对飞行状态多、器间接口多、工作模式多、技术攻关难、地面验证难等特点,研制团队突破了高可靠连接分离技术等4项关键技术。
轨道器内有铮铮铁骨,外有完美身材。受探测器整体重量约束,轨道器在具备强大的承载能力的同时,还得“身轻如燕”。据八院技术专家介绍,轨道器首次使用大承载复杂构型轻量化结构和多冗余路径复合传力结构,首次创新使用多次分离复杂构型,首次采用大承载复合材料一体成型插层变厚度承力球冠技术等七项创新技术。“仅46公斤的承力球冠能承载3吨的贮箱,极限承载能力达30吨,做到了‘鸡蛋壳上挂秤砣’。”
“零窗口”发射要求高长五火箭挑战高难度动作
护送嫦娥五号,唯有长五火箭堪当此任。
身高约 57 米,起飞重量约 870 吨,起飞推力超过1000吨,长五火箭是目前我国运载能力最大的火箭。这次搭载的“乘客”嫦娥五号重达8.2吨,是我国目前发射的最重探测器。
“在长征火箭家族中,只有长征五号运载火箭可以将这么重的载荷直接送入近地点约200公里、远地点约41万公里的地月转移轨道,这是对运载火箭能力的集中检验,也是对中国航天能力的最佳注解。”中国航天科技集团第一研究院党委书记、长征五号火箭第一总指挥李明华说。
当多数人还在睡梦中时,长五火箭已经载着嫦娥五号出发。这