北京时间3日晚11时10分,嫦娥五号月球探测器在圆满完成48小时工作任务后,实现高难度的首次“地外天体起飞”,顺利飞离月球表面。这是中国首次实现地外天体起飞。点火起飞前,嫦娥五号还首次在月球上成功展示了一面真实材料制作的“织物版”五星红旗。
图为在北京航天飞行控制中心拍摄的嫦娥五号上升器点火瞬间。(图片来源:中新社)
“嫦五”实现中国首次地外天体起飞 “织物版”五星红旗亮相月球
中新社综合报道,3日23时10分,嫦娥五号上升器3000N发动机工作约6分钟,成功将携带样品的上升器送入到预定环月轨道。这是中国首次实现地外天体起飞。
与地面起飞不同,嫦娥五号上升器月面起飞不具备成熟的发射塔架系统,着陆器相当于上升器的“临时塔架”,上升器起飞存在起飞初始基准与起飞平台姿态不确定、发动机羽流导流空间受限、地月环境差异等问题;另外由于月球上没有导航星座,上升器起飞后,需在地面测控辅助下,借助自身携带的特殊敏感器实现自主定位、定姿。
点火起飞前,着上组合体实现月面国旗展开以及上升器、着陆器的解锁分离。此次国旗展开是中国在月球表面首次实现国旗的“独立展示”。点火起飞后,上升器经历垂直上升、姿态调整和轨道射入三个阶段,进入预定环月飞行轨道。随后,上升器将与环月等待的轨返组合体交会对接,将月球样品转移到返回器,后者将等待合适的月地入射窗口,做好返回地球的准备。
五星红旗能够在月球上实现独立展示,主要依靠月面国旗展示系统辅助。该系统由月面国旗、压紧释放装置、展开机构三部分组成,长约半米。系统在折叠状态下随探测器升空,着陆月球后按照指令解锁打开。
与嫦娥三号、嫦娥四号以及玉兔月球车上的五星红旗采用喷涂方式不同,嫦娥五号这面“织物版”五星红旗是一面真正的旗帜。这是五星红旗在月球表面的又一次成功展示,也让中国探测器在月球上再次打上“中国标识”。
图为“织物版”五星红旗亮相月球。(图片来源:中国航天科工微信公号)
“嫦五”回家还要十几天
自12月1日23时11分成功落月以来,嫦娥五号在约48小时内迅速完成了“挖土”“打包”“升旗”“起飞”等一系列工作,携月球“土特产”即将返回地球。
点火起飞后,嫦娥上升器经历垂直上升、姿态调整和轨道射入3个阶段,进入预定环月飞行轨道。接下来将迎来惊心动魄的“月球轨道交会对接”时刻,届时上升器将与在月球轨道上等待的轨道器返回器组合体(轨返组合体)进行交会对接,将月球样品转移到返回器。据专家介绍,样本顺利转移的前提就是两者的精准对接,然而,两个航天器的交会对接,好比在浩瀚太空中“穿针引线”,难度很大。如果采取触碰式对接,一旦控制不好,上升器可能被“撞飞”。因此两者的对接将采用“搂紧”方式,类似双臂拉住对方随后收紧。这种方式对精度要求也极高,达到厘米级。
当返回器“吞入”样品、扣上盖子,轨返组合体就可以与上升器分离,踏上回家之路了。根据任务计划,轨返组合体将在预定时机加速进入月地转移轨道,飞行至地球约5000公里高度时,轨道器和返回器再次进行分离,返回器以半弹道、跳跃式返回地球,距离地面10公里高度时,返回器将开伞着陆于内蒙古四子王旗预定着陆区域。地面搜索回收力量在两天内完成回收。嫦娥五号从11月24日发射到完成地面回收,整个过程预计历时23天左右。
世界为嫦娥五号点赞
美国“太空”网站报道了这次探月活动的全过程,称嫦娥五号在着陆后几个小时内就开始收集样本,既从月球表面又钻进月球表层挖样本,以获取珍贵的科学材料。如果一切顺利,科学家们将获得44年来第一批新的月球样本,比美国和苏联探月项目收集到的样本年轻数十亿年。
英国广播公司(BBC)3日称,嫦娥五号是中国登月工程中“里程碑”式的步骤。阿波罗号和苏联项目带回的样本在过去为我们了解月球起到了关键作用,这次嫦娥五号带回的月球岩石据称不会超过12亿至13亿年,这将提供更多数据点。中国地质大学行星地质学家肖龙对美国《自然》杂志表示,中国收集的这些样本可能“改写月球的历史”。之前的月球材料表明,月球上的火山活动在35亿年前就停止了。
《南华早报》3日称,对中国来说,嫦娥五号是一个高风险任务,因为许多新技术都是第一次使用。首先,时间会很紧。因为飞船只有一个太阳能电池,所以它必须在漫长寒冷的夜晚来临之前的48小时完成所有任务。此外,嫦娥五号是中国迄今为止高度最高的航天器,降落在不平坦表面上更容易碰撞、倾覆。而《纽约时报》称,中国从嫦娥五号的发射到向月球轨道飞行的全过程都由国家电视台直播,包括装在火箭上的摄像头拍摄的画面,这样的直播表明中国对本国太空计划的信心在增强。
美联社3日报道称,中国未来有载人任务和机器人任务,包括可能建立一个永久性研究基地,目前没有公布时间表或其他细节。最新的飞行包括与欧洲航天局的合作,后者正在帮助从地球上监测这项任务。与上世纪60年代的美苏太空竞赛相比,中国的太空计划进展得更为谨慎,当时的太空竞赛以死亡和失败给人留下深刻印象。2003年,中国成为继苏联和美国之后第三个独立将宇航员送入轨道的国家。2011年,中国发射了一个临时空间站,2016年又发射了第二个。今年7月中国发射的“天问一号”携带着陆器和探测车前往火星寻找水源。
“预计中美太空竞争将会加剧”,《南华早报》称,中国将很快开始建设一个完整的空间站,在火星上着陆探测车,并邀请其他国家共同建设一个月球机器人基地。美国则计划在2024年前发射巨型詹姆斯·韦伯太空望远镜,测试一种新型重型火箭,并将一名女宇航员送上月球,前提是当选总统拜登的新政府坚持现有计划。“很难说最后谁会赢,”吴学兵说,“但如果中国和美国能够携手合作,这将是人类的胜利。”
11月24日长征五号运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空,随后成功将重达8.2吨的嫦娥五号月球探测器一举送入地月转移轨道。嫦娥五号将在太空中独自完成一系列“高难度动作”。它的核心使命是:在月面工作约2天的时间里采集约2公斤月壤样品并带回地球。任务完成后,中国将成为世界上继美、苏之后第三个实现月球采样返回的国家。
“嫦五”升空后,国家航空航天局(NASA)在其官方推特(Twitter)账号上对中国航天取得的新突破进行点评。NASA称,随着嫦娥五号的发射升空,中国开始努力加入美国和前苏联获取月面样本的行列。我们希望中国和全球科学界分享中国探月工程所获得的数据,以增进我们对于月球的了解,就像美国的阿波罗计划和阿尔忒弥斯计划所做的那样。