探月三期总师胡浩:嫦娥五号将携月球土壤标本返回

  全国人大代表、探月三期总师胡浩在北京接受大公网采访。记者刘凝哲摄

  文|大公网记者刘凝哲

  探月工程三期嫦娥五号探测器任务将实现月球采样返回,这是今年中国航天最大看点之一。全国人大代表、探月三期总师胡浩2日在接受大公网专访时透露,嫦娥五号预计年内择机在海南文昌发射场升空,进行为期约一个月的飞行,将大约2公斤的月壤标本带回地面。“嫦娥五号的月表取样机构,采用香港理工大学容启亮团队设计的取样器和监视相机,做得非常精细、很好”,胡浩表示,探月工程欢迎更多香港科研力量的参与。

  提前三年完成目标 嫦娥五号难度空前

  依照国家重大专项计划,中国探月三期工程预计2020年前完成。嫦娥五号在今年底发射并实现月球采样返回后,意味着工程提前近3年完成任务目标。在胡浩看来,嫦娥五号任务的难度极大,飞行过程复杂,尤其是在月球软着陆后,面临着月球的未知环境,具有很大风险。

  嫦娥五号探测器由着陆器、上升器、返回器、轨道器组成。胡浩向记者详细介绍了嫦五任务的整个飞行过程,首先是探测器从地球发射到月球的“四器”合一阶段。进入月球轨道后,轨道器和返回器停留在环月轨道上,着陆器和上升器开始进行月球表面软着陆,这是俩俩器组合阶段。着陆月球后,着陆器将开启为期约两天的月球探测和月壤采集工作。之后,上升器从月球表面点火升空,进入月球轨道后,与停留在月球轨道上的轨道器交会对接,同时将采集的月壤样品等转移到返回器,之后再与轨道器分离。

  2016年11月3日,中国首枚大型运载火箭长征五号成功发射。资料图片

  完成上述环节后,嫦娥五号任务进入返回阶段。胡浩表示,随后轨道器将带着返回器从月球轨道飞回地球,在接近地球附近时,轨道器和返回器再次分离,返回器携带月壤样品着陆,整个飞行过程大约持续30天。目前,嫦娥五号正在开展总装测试阶段各项相关工作,技术状态和质量受控,计划进展顺利。

  容启亮团队也曾为嫦三设计自动转向相机。网络图片

  胡浩表示,按照设计值,嫦娥五号将从月球上取回2公斤的月壤样品。取样将采用表面取样和钻取两种方式,表取将采用机械臂方式,而钻取则将在一个固定地点进行,表取和钻取月壤数量的大概比例约为3:1。其中,表面取样将采用香港科学家容启亮团队设计的取样器。“是一个像爪子一样的取样器,分成几瓣,可以在月球表面抓取土壤标本,再放到存放装置里去”,胡浩透露,容启亮同样还研制了监视取样的相机,这些都属于探测器系统的取样分系统。

  对于香港科学家的设计,胡浩给予高度评价,“非常精细、做得很好,能够满足工程的任务”。他同时也说,对容启亮团队参与国家重大航天任务,社会各界应给予表扬。探月工程是重大航天任务,是国家意志的体现,欢迎大家的参与。“香港科学界对探月工程有好的方案和建议,我们都愿意采用”,胡浩说。

  不一样的交会对接  嫦娥五号月球轨道“抓捕小火箭”

  交会对接是近年来国人十分熟悉的航天名词,神舟飞船已与目标飞行器进行过多次类似实验,那么,在嫦娥五号任务中的交会对接究竟有何不同?全国人大代表、探月三期总师胡浩向大公网表示,较之此前的交会对接,月球轨道的交会对接,一是距离地面更远,需要更好用的“眼睛”;二是由于上升器和轨道器的体积差距很大,将采取“抓捕式”交会对接。

  嫦娥五号任务中,上升器与轨道器在月球轨道的交会对接是一大看点。胡浩表示,嫦娥五号的上升器装有3000牛的主发动机,以及多个用于姿态调整的小发动机。在完成月面取样并将月壤标本收集好后,上升器将自主在月面点火起飞。通过已公布的模型可以看到,上升器的造型颇似一枚“小火箭”。在距离地球38万公里外的月球,控制“小火箭”自主升空,并准确进入环月轨道,难度之大可想而知。

  胡浩说,在上升器点火升空的过程中,月球的环境是未知的。根据现有探测,月球表面坑洼不平,与地球上人工环境下的火箭发射环境不可比拟。上升器能否准确入轨也有很大难度,地面为此已进行详细周密的实验。

  嫦娥五号上升器与轨道器交会对接,将是一次非常有趣的场景。胡浩形象地说,上升器和轨道器的“个头”差距很大,如果采取载人航天使用的“撞击式”交会对接,将会直接把上升器“撞飞”。于是,科研人员选择“抓捕式”对接的方法,在轨道器下端装有大爪子,直接“抓走”上升器,随后完成交会对接与转移月壤等工作。在月球轨道“抓捕小火箭”,对测控精度的要求极大,这将是嫦娥五号任务的重大挑战和看点。

  探月重大工程拉动整体科技水平 载人登月越早越好

  嫦娥五号任务在今年底完成后,意味着中国探月三期工程提前3年完成任务目标,这令人们倍加关注中国后续的探月计划。胡浩表示,顺利进行的探月工程,为载人登月创造了很好的条件,特别是培养出一支对探月非常感兴趣的科学家队伍。“我个人认为,载人登月应该越早越好”,胡浩说,探月工程等重大前沿工程,对中国整体科技水平拉动非常明显。

  胡浩表示,探月工程是国家的重要工程,是国家意志的体现。这些年来,探月工程进展顺利,是国家体制的优势,源于各行各业的支持。探月工程对国家整体科技水平的拉动是显而易见的,包括材料、对稀薄大气等方面的研究都上了一个台阶。目前,嫦娥五号及其运载火箭长征五号,已全部实现仪器设备国产化。

  嫦娥六号是嫦娥五号的备份星,有消息指,嫦娥六号将在月球背面实现采样返回。胡浩表示,只有当嫦娥五号任务目标完成后,才能正式确定嫦娥六号将进行哪些新的探索。目前的探月工程,已为载人登月创造很好的条件,未来可以做月球科考站,创造更好的探月条件。“对于探月,未来的想法很多,希望每一步都能提高和突破,都在深入论证中”,他表示。

  嫦娥五号月球取样返回过程(大公网记者刘凝哲整理)

  1:年底择机在文昌发射场用长征五号运载火箭发射嫦娥五号探测器。

  2:嫦娥五号探测器飞抵月球轨道

  3:探测器分离,轨道器和返回器停留在环月轨道,着陆器和上升器进行月面软着陆。

  4:着陆器着陆月球后进行探测和月球土壤采集工作,约为期两天。

  5:完成采集任务后,上升器携月壤标本在月球表面自主点火升空。

  6:上升器抵达环月轨道,与轨道器进行“抓捕式”交会对接,并将月壤标本转移至返回器。

  7:轨道器与返回器离开环月轨道,飞回地球。

  8:飞至地球附近,轨道器与返回器分离。

  9:返回器进入大气层,携带月壤标本着陆地球。


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责任编辑:胡明明 DN009

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