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嫦娥五號任務(wù)一周年系列回顧——箭指蒼穹
發(fā)布時(shí)間:2021-11-24  字號:
 

  一年前的今天,長(cháng)征五號遙五運載火箭在中國文昌航天發(fā)射場(chǎng)發(fā)射,順利將嫦娥五號探測器送入預定軌道,開(kāi)啟了我國首次地外天體采樣返回之旅。


  看點(diǎn)1:窄窗口發(fā)射


  發(fā)射窗口是運載火箭能滿(mǎn)足奔月轉移發(fā)射需求的點(diǎn)火時(shí)段,由于文昌地區臺風(fēng)及強熱帶氣旋、高空風(fēng)、強降雨、雷暴等氣象條件非常復雜,可想而知,窗口越窄大型低溫運載火箭發(fā)射風(fēng)險越大。決定發(fā)射窗口的因素有很多,例如發(fā)射場(chǎng)與目標點(diǎn)的相對位置、火箭殘骸安全落區、發(fā)射探測器(衛星)入軌后太陽(yáng)光照時(shí)機、測控弧段、月面著(zhù)陸區、月面起飛時(shí)間、再入返回時(shí)間等等,發(fā)射約束條件越多,發(fā)射窗口就越窄。為確保嫦娥五號任務(wù)可靠實(shí)施,就需要解決射向范圍、航落區安全、上升段測控和火箭滑行時(shí)間約束下的多軌道奔月發(fā)射方案設計難題。



看點(diǎn)2:火箭落區精準


  低溫運載火箭二級滑行過(guò)程中,推進(jìn)劑品質(zhì)會(huì )隨時(shí)間的推移而下降,因而滑行時(shí)間越長(cháng),對低溫動(dòng)力系統啟動(dòng)越不利。為此,火箭系統進(jìn)行了大量地面試驗,此前長(cháng)征五號三次飛行對型號長(cháng)滑能力進(jìn)行了充分的考核驗證。嫦娥五號任務(wù)火箭航區必須飛越菲律賓群島上空,助推器落區位于菲律賓以西,整流罩落區位于菲律賓以東,芯一級落區位于太平洋海域。多彈道發(fā)射使子級殘骸落點(diǎn)散布區域出現顯著(zhù)的橫、縱向散布,因此必須在任務(wù)允許的情況下,最大限度降低射向散布范圍,優(yōu)化航落區安全。針對變射向、變滑行時(shí)間多彈道奔月發(fā)射方案的橫、縱向散布,科研團隊進(jìn)行了多輪優(yōu)化設計。最終,火箭殘骸準確落在預定海域。



  看點(diǎn)3:多彈道,“移動(dòng)打靶”嫦娥五號任務(wù)發(fā)射階段的一項關(guān)鍵技術(shù)是多彈道發(fā)射,即在連續3天內,每天有5條起飛時(shí)刻間隔10分鐘的標稱(chēng)彈道,均勻覆蓋50分鐘發(fā)射窗口。多彈道的目的,就是要在地月相對運動(dòng)過(guò)程中,實(shí)現起飛點(diǎn)不同、目的地相同的“移動(dòng)打靶”。運載火箭只要在發(fā)射窗口內點(diǎn)火起飛,并將探測器送入預定地月轉移軌道,探測器就可以按照完全相同的時(shí)刻、飛越高度、入射傾角、光照和測控條件飛抵近月點(diǎn)。通過(guò)詳細的軌道設計、運載火箭各系統的出色發(fā)揮以及各部門(mén)的通力配合,嫦娥五號探測器以非常高的精度被送入預定軌道,為后續飛行任務(wù)奠定了堅實(shí)基礎。

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嫦娥五號任務(wù)一周年系列回顧——箭指蒼穹
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  一年前的今天,長(cháng)征五號遙五運載火箭在中國文昌航天發(fā)射場(chǎng)發(fā)射,順利將嫦娥五號探測器送入預定軌道,開(kāi)啟了我國首次地外天體采樣返回之旅。


  看點(diǎn)1:窄窗口發(fā)射


  發(fā)射窗口是運載火箭能滿(mǎn)足奔月轉移發(fā)射需求的點(diǎn)火時(shí)段,由于文昌地區臺風(fēng)及強熱帶氣旋、高空風(fēng)、強降雨、雷暴等氣象條件非常復雜,可想而知,窗口越窄大型低溫運載火箭發(fā)射風(fēng)險越大。決定發(fā)射窗口的因素有很多,例如發(fā)射場(chǎng)與目標點(diǎn)的相對位置、火箭殘骸安全落區、發(fā)射探測器(衛星)入軌后太陽(yáng)光照時(shí)機、測控弧段、月面著(zhù)陸區、月面起飛時(shí)間、再入返回時(shí)間等等,發(fā)射約束條件越多,發(fā)射窗口就越窄。為確保嫦娥五號任務(wù)可靠實(shí)施,就需要解決射向范圍、航落區安全、上升段測控和火箭滑行時(shí)間約束下的多軌道奔月發(fā)射方案設計難題。



看點(diǎn)2:火箭落區精準


  低溫運載火箭二級滑行過(guò)程中,推進(jìn)劑品質(zhì)會(huì )隨時(shí)間的推移而下降,因而滑行時(shí)間越長(cháng),對低溫動(dòng)力系統啟動(dòng)越不利。為此,火箭系統進(jìn)行了大量地面試驗,此前長(cháng)征五號三次飛行對型號長(cháng)滑能力進(jìn)行了充分的考核驗證。嫦娥五號任務(wù)火箭航區必須飛越菲律賓群島上空,助推器落區位于菲律賓以西,整流罩落區位于菲律賓以東,芯一級落區位于太平洋海域。多彈道發(fā)射使子級殘骸落點(diǎn)散布區域出現顯著(zhù)的橫、縱向散布,因此必須在任務(wù)允許的情況下,最大限度降低射向散布范圍,優(yōu)化航落區安全。針對變射向、變滑行時(shí)間多彈道奔月發(fā)射方案的橫、縱向散布,科研團隊進(jìn)行了多輪優(yōu)化設計。最終,火箭殘骸準確落在預定海域。



  看點(diǎn)3:多彈道,“移動(dòng)打靶”嫦娥五號任務(wù)發(fā)射階段的一項關(guān)鍵技術(shù)是多彈道發(fā)射,即在連續3天內,每天有5條起飛時(shí)刻間隔10分鐘的標稱(chēng)彈道,均勻覆蓋50分鐘發(fā)射窗口。多彈道的目的,就是要在地月相對運動(dòng)過(guò)程中,實(shí)現起飛點(diǎn)不同、目的地相同的“移動(dòng)打靶”。運載火箭只要在發(fā)射窗口內點(diǎn)火起飛,并將探測器送入預定地月轉移軌道,探測器就可以按照完全相同的時(shí)刻、飛越高度、入射傾角、光照和測控條件飛抵近月點(diǎn)。通過(guò)詳細的軌道設計、運載火箭各系統的出色發(fā)揮以及各部門(mén)的通力配合,嫦娥五號探測器以非常高的精度被送入預定軌道,為后續飛行任務(wù)奠定了堅實(shí)基礎。

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