找回密码
 立即注册
搜索
查看: 23|回复: 0

2020年11月24日凌晨嫦娥五号点火升空踏上奔月旅程

[复制链接]

1万

主题

0

回帖

5万

积分

管理员

积分
57209
发表于 5 天前 | 显示全部楼层 |阅读模式
在2020年11月24日,我所在国家的第一个月球采样航天器Chang'e-5在04:30:21:806毫秒,在3月5日YAO-5发射车下的零窗口点燃。

然后,经过一系列计划的运动,在计划转弯,助推器分离,平整,第一和第二级分开,第二级缩放的第二级关闭,第二级二级启动的第二级启动以及星星箭头分离,以及在2184秒的点火和起作用后,成功地转移了一定的范围,并在2184秒进行了启动,将其转移到了112 HORT的转移中,并将其转移到了112 的运行中。 月亮。

Chang'e-5在分离武器和箭头

这次发布不仅是Chang'5的胜利,而且是3月5日的大型大型发射车的成功。在Yaowu  的转会阶段,宇航员推出了“超越梦想,连续四场胜利”的口号。现在他们终于实现了自己的梦想。 3月5日YAO3,长期3月5日Yao1,Long 3月5日Yao4和Long 3月5日Yao5的四次发射稳固地提高了中国进入太空的新能力。

3月5日系列火箭赢得了四场战斗

由此,作者不禁想起​​那些失败并在任务失败后在2017年唱歌的人们如何?生动的实践一遍又一遍地阐明了一个事实:我们必须从发展的角度看待问题。

通过现场启动屏幕,我们可以看到Chang'e 5有许多阳光翅膀,包括轨道,着陆器和上升。特别是,着陆器与3号和4号的兰德不同。太阳翼的面积几乎翻了一番。该设计的目的是提高电源能力。

Chang'e-5在轨道上展开了太阳翅膀

当执行月球着陆器和升华组合时,还选择了太阳的入射角更大且接近月球中午的时间。目的还是为了增强电源能力,因为执行月球采样的机器人臂和钻机都是耗费用户。

在调查成功进入轨道之后,第五位太空科学学院终于发布了Chang'e-5的长期完整照片。看这张高清照片,熟悉太空飞行的人不禁想到了半个世纪前六个载人的月球降落的阿波罗航天器。

Chang'e 5完整的身体

实际上,两者的配置具有一定的相似性。例如,它们由四个主要的机舱段组成。 航天器具有服务舱,指挥舱,下降阶段和升级,它们可以分别与Chang'e-5轨道,返回器,和相对应。这是因为两者都选择具有最大回报效率的月球轨道会合和对接方案。

尽管有相似之处,但它们却更加不同。首先,发射和奔向月球完全不同。 Chang'e-5在地面上以融合形式和Earth-Moon转移飞行部分,而航天器从未透露从头到尾融合四个主要小屋的照片。这是因为他们的服务模块/命令模块和月球模块/上升级模块不会在地面上连接,而仅在输入地球传输轨道后停靠。没有镜头角可以从镜头角度覆盖四个主要的小木屋,因此地球人看不到阿波罗航天器的完整身体的全景照片。

地球人永远不会看到阿波罗航天器的合并全景照片

的确,这种配置组合差异的原因是无人管理和载人任务要求的问题。但是,半个世纪后,Chang'e 5不仅在许多领域都实现了阿波罗航天器的超越,而且还是当代月球着陆技术能力的大师。那么,这是无耻还是肯定的词?

发射返回之前和之后需要23天。在整个任务周期中,将有23个轨道控制,6个主要分离以及诸如电力下降和月球表面上升的困难操作。总体情况可以总结为11个主要任务阶段。其中,Chang'E 5的领先和超越的最具代表性是在月球表面上软着陆的三个主要阶段,Lunar Orbit  Orbit,以及Lunar Orbit的重新进入和返回。

Chang'e-5近月制动

经过112个小时的地球转移轨道和轨道飞行后,Chang'e-5 和组合将在正确的时间降落在月球上。 Chang'e-3和4的两个任务对其使用的世界领先的月球控制技术进行了完美的测试。

Chang'e-3,4和5 平台技术相互一致。着陆执行器都有7500N可变推力发动机可降低功率,并配备了多个150N和10N推力,用于态度控制和操纵。

除了复杂的执行器外,最困难的事情是自主导航技术。无论发动机多么强大,如果您没有明亮的眼睛,您的眼睛仍然会被击败。

Chang'e-4着陆执行机构

在月球着陆行动中,阿波罗航天器主要依靠肉眼和宇航员的手动操作来实现着陆。例如,选择了月球表面上的安全着陆区,并手动注入着陆目标数据的数据,当高度距离月球表面150米时,必须由宇航员手动控制。

NASA宇航员的手册Lunar模块地面训练屏幕

即便如此,阿波罗11号任务仍然发生了事故。在着陆区仅剩60秒钟,宇航员阿姆斯特朗在着陆点发现了一个直径为180米的火山口。如果他没有迅速地迅速控制过航天器,他将坠入火山口。

NASA还拥有一系列无人登陆机器的测量师系列,但他们还人为地选择了开放和平坦的区域来降落,并且没有能力避免独立障碍。

测量师月亮重新者(型号)



与阿波罗航天器不同,我所在国家的Chang'e-3使用了完全自主的避免障碍系统来进行首次月球着陆,并且在整个阴历阶段没有人类干预。

首先,要安全地降落月亮,建立了下降的弹道,然后在接近月球表面时激活避免障碍物系统。以Chang'e-3为例,其月球着陆操作始于距月球表面15公里的高度。整个过程包括五个主要阶段:着陆准备部分,主要减速部分,接近性部分,悬停障碍物避免部分和速度降低部分。当着陆器进入接近截面和悬停障碍物避免区域时,视野中的区域将根据平面和传感器获得的三维图像分为网格。然后,根据设计的算法程序,将选择安全的着陆区和着陆点。

Chang'e-3降落在月球上的每个阶段的示意图

如果视野中没有理想的安全着陆点,则该算法将根据月球斜率选择最佳位置。这种极端情况已在Chang'e-4任务中得到了充分的验证。

从一开始,我国家的昌'农历勘探项目一直是基于全月到达能力的形成。在征服了月亮的额叶着陆任务之后,Chang'e 4(Chang'e 3的备用产品)执行了一个复杂的月球地形着陆任务。

Chang'e-4着陆点位于月球背面的盆地的Von  火山口中。在着陆点周围有近10,000米的高度差异。因此,Chang'e-4修改了月球弹道,并从Chang'e-3的倾斜轨迹变为垂直下降。这不仅需要更高的电源系统,而且还需要更短的操纵障碍时间。同时,登陆场地的地形也比Chang'e-3更为复杂。

Chang'e-4的快速调整部分

后来,我们成功地降落在月球上的事实证明了我们的自主避免避免障碍系统是可靠的,尤其是当Yutu 2将降落器的高清照片寄回地球上时,发现Chang'e 4降落在倾斜的斜坡上,并被冲击坑里包围。这显示了避免障碍系统的自动决策的正确性以及着陆平台的出色稳定性。

Chang'e-4降落在一个充满冲击火山口的复杂的月球表面上

您应该知道,需要在距离月球2米的高度上关闭发动机。检测器依靠着陆腿吸收最终的冲击能量。通过返回地球的着陆视频,可以看出,由于倾斜斜坡下的冲击力,登陆者的身体根本不会跳跃,而是非常平稳地落入月球。

有些人会说您很尴尬地比较了半个世纪前其他技术的技术?然后让我们谈谈21世纪。

在本世纪的前十年,旨在返回月球的星座计划在整个海洋上发起。为该项目提供服务的月球模块计划使用基于激光雷达的自主障碍避免系统,但是在奥巴马上任后,该星座计划被命令终止,而这种自主障碍避免系统仅在晋升为设计阶段才能徒劳地结束。

星座计划月球模块的想象

与星座计划的突然终结相反,我国家的Chang'e-3项目成立于2008年。经过五年的研发,它成功地部署在月球前面的洪旺的着陆区。它使用的自主避免系统比星座计划的激光雷达更进一步。它基于机器视觉概念开发了完全自主的避免障碍系统,该系统配备了一系列传感器,例如导航惯性测量单元,激光范围,光学成像,微波炉范围和激光三维成像。

Chang'e的月球着陆平台的三维成像

实际上,自1980年代后期以来,已经有三个计划返回海洋另一侧的月球。布什(Bush Sr.)是第一个提议返回月球的人,最后在布什任职期间的星座计划中得到了部分推广。奥巴马上任后立即停止了星座计划。后来,现在他已经担任了该职位,的计划返回月球。看到明年他将再次替换他,最新的的计划正面临推迟的可能性。

正是在这一旅程和停止过程中,我们在太平洋的另一端成功实施了两个月球着陆点,并将迎来Chang'e-5任务的新质量变化。与两者相比,我们可以找出一个经典的乌龟和野兔赛车故事。

Chang'e 5

俗话说,如果您无法赶上,您将无法逐步赶上。除了安全的月亮技术外,海洋的另一侧再次落在了我们在深空轨道上无人会合和停靠领域的领域。

在整个任务行程中,阿波罗航天器在整个任务过程中都有两个会合和对接。一个是命令模块和登陆月球转移轨道部分中的登陆模块,另一个是命令模块中升级和停靠的月球表面。这两个对接都要求宇航员在肉眼中观察和控制航天器对接,并且他们的自主码头能力非常薄弱。

阿波罗月球模块的手册对接

我国家的Chang'e-5将在深空轨道上为人类进行第一个无人的轨道轨道轨道任务。这种对接发生在Chang'e-5拿起月球土壤标本收集后发生。升天者从月球表面带有月球土壤样品,并与月球轨道中的轨道折扣组合对接。

太空集合和对接技术并不是中国独有的,但是深层航天器自动会合和对接技术是中国独有的。

通常,低地轨道会合对接航天器可以获得地面测量和控制网络以及导航卫星的帮助,以了解跟踪航天器和目标航天器的空间位置。在此基础上,轨道控制是通过航天器执行器进行的,然后进行对接。

神州11和天贡2码头

由于深层航天器无法获得远离地球的导航卫星提供的空间位置信息,因此它提出了更高的自治要求,而Chang'e-5具有完全自主的会合和对接功能。

在深空的无人聚会和对接的第一件事是解决精确的轨道测量问题。 my  has built a  deep space  and  , a 66-meter- fully   and   at  Deep Space , four 35-meter-  and   at  Deep Space , a 35-meter-  and   at  Deep Space , and a  of large- radio  from the VLBI    of中国科学院。当时,这些重量级天线将对Chang'e-5 Lunar轨道会合和对接任务进行联合干扰测量。

深空测量和控制系统,可为Chang'e-5精确轨道测量



解决精确的轨道测量问题后,月球轨道航天器的延伸和对接也必须解决近距离租赁的问题。距离越近,支持地面测量和控制网络就越困难。因此,Chang'e-5应用了新一代的空间延长和对接光学成像传感器,这些传感器可以在0到250米的范围内获得高精度的导航数据,并且不会受到太阳能光线的干扰,并且具有全天候的操作功能。

测量传感器接地测试组件

Chang'e-5轨道返回组件的质量远大于升华。如果使用神经航天器的异构形外围对接机制,则轨道返回组件将击倒升华。为了克服这个问题,出现了新一代的爪型弱冲击设备。当两个设备接近时,爪式机制将事先操作以掌握升华,然后自动锁定,以免登上升华。

爪型对接机制

在深空轨道上赢得自主会合和对接技术至少有两个主要好处。首先,对接任​​务的可靠性将远远高于阿波罗的月球着陆。更重要的是,这项技术将为2028年火星采样返回任务服务。

您应该知道,火星距离地球高达4亿公里,测量和控制沟通延迟是数十分钟,地面支撑将较弱。在优化设计后,完全自动的Chang'e-5会合和对接技术可以直接应用于火星轨道会合和对接。

月球轨道的重新进入和返回是月球抽样返回和载人月球着陆任务的最后层次。六年前,我们特别推出了Chang'E 5 T1测试仪,这是Lunar 项目的第三阶段的试点明星,并验证了第二个宇宙速度再入技术。从月球返回后,探头的返回胶囊成功地降落在蒙古内蒙古西旺旗的主要着陆点上。

Chang'e 5t1在月球附近转向现场

该航天器以第二个宇宙速度进入地球大气层将导致近3,000摄氏度的高温消融,这远远超出了近地轨道航天器的重新进入热流量消融值,因此需要特殊设计。

阿波罗航天器使用半焊接直接再入,这意味着抵抗3000摄氏度的热流动。有人认为这是一项非常有力的技术,但相反,这是落后的体现。

11命令室(返回胶囊)

只有两种方法可以解决防热消融问题。一种是像阿波罗航天器一样坚硬。该方法是增加耐热材料的量。这样,尽管它可以承受高温消融,但它带来了诸如超重返回胶囊和压缩宇航员的生产空间等问题。

另一种方法是设计跳跃弹道,以使返回胶囊具有重新输入第二个重新输入的能力。当返回胶囊首次重新进入大气时,它的高度约为60公里,它使用了质量偏差的中心和返回胶囊底部形成的弓冲击波,以反弹回到宇宙。然后,在大气外经历了自由飞行部分之后,大气的次要重新进入将与神经航天器的返回胶囊相同。防热材料的量将大大减少,并且可以使返回胶囊更轻。

高速半辅助跳跃重新进入

在设计航天器时,它也想选择这种跳跃弹道,但是由于现场计算机的局限性,因此无法使用。

现在,猎户座的载人航天器为阿尔emi弥斯()的载人返回月球也将采用跳跃重新进入计划。但是,尽管他们仍在纸上谈论它,但我们国家的5 T1和新一代载人的航天器测试船已被应用。

新一代的载人航天器测试船,跳跃和返回

除了上面列出的三个主要技术领域外,还有许多Chang'e 5领导和超车的案例,例如轻巧的设计和返回胶囊减少降落伞的准备。最早在Chang'E 5 T1任务时,我们就达到了世界上第一个轻量级水平。

例如,月球土壤样品的收集和包装。阿波罗航天器收集了数百公斤的月球土壤,几乎没有应用包装技术,从而限制了许多月球土壤科学研究工作。当时,在月球土壤中发现了水,但由于样品的污染,未能获得更多的结论性证据。

Chang'e-5月球样品容器采用多级包装设计。当时,我们将获得未污染的月球土壤样品。返回地面后,我们不仅可以获得大量原始科学结果,而且还可以加深我们对月球环境的理解,并为随后的载人月球登陆和农历科学研究站的建设提供服务。

轨道转移中的腰部土壤样品容器

为什么海洋的另一侧占据了半个多世纪的世界第一名,失去了一个技术地位,然后被我们击倒?

最终分析,它缺乏维持可持续发展的决心。在这样的背景下,无论技术积累多么强大,在停止和停止的过程中,它最终都会逐渐处于劣势甚至落后。这也是我们需要学习的教训。

最近,去年参加航空航天日艺术盛会的首席月球勘探工程师Wu 的视频被挖出来。他说,他将在匈奴省放置一些由Chang'e 5收集的月球土壤样本,以安慰这位伟人。

不要忘记您的最初意图,并牢记您的任务

无论您走多远,都一定不能忘记您来的方式。这位老人最感谢中国航空航天行业今天要实现的是这个老人。他带领航空航天行业撤下了两枚炸弹和一个利用世界模式的卫星项目,并创造了深远的两枚炸弹和一枚卫星精神。与这个老人建立的机构体系密不可分,当今中国航空航天所取得的所有成就是不可分割的。
您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

Archiver|手机版|小黑屋|【智道时空】 ( 京ICP备20013102号-16 )

GMT+8, 2025-5-2 20:19 , Processed in 0.251182 second(s), 19 queries .

Powered by Discuz! X3.5

© 2001-2024 Discuz! Team.

快速回复 返回顶部 返回列表