【解读 | 嫦娥“五姑娘”首次奔月“挖土”的五大看点:她有可能创造五个首次!】2020年11月24凌晨,长征五号遥五运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空,在破晓中划出一道金色弧线,成功将“嫦娥五号”月球探测器送入地月转移轨道。嫦娥五号任务是我国今年航天发射的重磅任务,更是中国探月工程“绕、落、回”三步走的最后一步, 将实现包括我国首次月球无人采样返回在内的一系列高难度任务。据介绍,嫦娥五号探测器是迄今为止我国研制的最为复杂的航天器系统,由轨道器、返回器、着陆器、上升器4器组成,也是我国目前发射的重量最重的月球探测器。这么多首次叠加在一起,意味着本次任务难度非常高,可谓“步步惊心”,同时看点也是层出不穷。在嫦娥五号任务发射之前,环球时报-环球网记者走进文昌航天发射场,听多位航天专家权威解读嫦娥五姑娘的本次探月之旅。#嫦娥五号# #嫦娥五号任务有望创造五个首次#

看点一:长五发嫦五——本年度最有“分量”的发射

据国家航天局探月与航天工程中心党委副书记关锋介绍,探月工程三期是我国探月工程重大科技专项“绕、落、回”三步走战略的最后一步,将实现月球采样返回。三期工程规划实施两次采样返回,在嫦娥五号任务之后,后续还有嫦娥六号任务。同时为了降低飞行任务的风险,已成功进行了一次再入返回试验。嫦娥五号任务是我国迄今最复杂、难度最大的航天任务之一。

国家航天局探月与航天工程中心副主任、探月工程三期副总设计师、嫦娥五号任务新闻发言人裴照宇表示,嫦娥五号任务有望创造5个“中国首次”:一是地外天体的采样与封装,二是地外天体的起飞,三是月球轨道交会对接,四是携带样品高速地球再入,五是样品的存储、分析和研究,这在我国都是首次。

除了意义重大,这次任务运载火箭和搭载的乘客也是“分量”十足。据专家介绍,嫦娥五号月球探测器重达8.2吨,是我国目前发射的重量最重的月球探测器。作为我国探月三期工程采样返回任务的核心,由中国航天科技集团研制的嫦娥五号探测器是迄今为止我国研制的最为复杂的航天器系统,由轨道器、返回器、着陆器、上升器4器共包含15个分系统组成。而嫦娥五号探测器需要直接被送入近地点200公里、远地点41万公里的地月转移轨道,“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。”长征五号火箭第一总指挥、航天科技集团一院党委书记李明华介绍称。

据统计,这是长征五号系列运载火箭第六次发射,也是2020年第三次执行发射任务。2020年5月5日,长征五号B遥一火箭成功首飞;7月23日,长征五号遥四运载火箭成功发射 “天问一号”火星探测器。

此前美苏也曾进行过月球采样返回,本次任务有什么异同呢?航天科技集团五院嫦娥五号探测器系统副总设计师彭兢介绍,人类过去的采样返回任务要么是载人登月,通过宇航员携带不同的工具去采样,然后将样品带回来。或者像苏联用一个单一的采样装置去采样,每次采样量大概一两百克。中国这次瞄准的是采到公斤级样品。

看点二:嫦娥五号的“四大护法”长什么样

航天科技集团五院嫦娥五号探测器系统副总设计师彭兢介绍,嫦娥五号探测器总共有四部分组成,总重量8200公斤,四器形式上有点像穿糖葫芦,从上到下依次是上升器,着陆器、返回器和轨道器,这四部分在发射时组成一个探测器整体,高度大约7 .2米左右。在飞行过程中,根据不同的任务阶段会组合成不同的形式。从名字上大概也能看出来四器分别的用途。上升器主要功能是携带在月面收集到的样品从月球表面起飞,起飞以后进入环绕月球轨道后,它会作为目标飞行器,由轨返组合体和它进行交会对接,完成之后再把样品转移到返回器里面。着陆器顾名思义就是要在月球表面着陆,它的主要功能包括携带上升器以着陆上升组合体的形式落在月面。着陆后,它最重要的工作就是分别由钻取和表取方式完成月球表面的采样并完成封装。返回器的功能就是当完成交会对接、样品转移到返回器之后,由它携带样品返回地球。

在谈到轨道器的功能时,彭兢说,它主要是承担在不同轨道上飞行的任务,比如在发射时,它会携带其他三器,完成地球到月球的飞行,也就是地月转移。到了月球之后,轨道器要刹车,通过减速制动,使得四个部分组成的探测器整体进入环绕月球轨道,并且在轨道上轨道器要和返回器构成一个组合体和着陆上升器分开,着陆上升器去着陆,而轨道器返回器要留在轨道上,等待上升器携带样从月面起飞进入月球轨道,然后在月球轨道的飞行过程中,它要进行交互对接的准备工作。完成交会对接和样品转移之后,它将在环月轨道上携带返回器飞行一段时间。等待合适时机,轨道器会携带返回器,加速完成从月球飞向地球的过程,也就是月地转移。回到地球附近之后,轨道器会释放返回器,返回器携带样品回到地球。轨道器会在地面控制下完成规避机动,确保返回器能够安全着陆,然后它会进入一个环绕地球的大椭圆轨道,等待后续处置。

看点三:采样区域选择大有讲究

据国家航天局介绍,嫦娥五号任务的采样区域是在月球正面风暴洋西北部,采样方式是机械臂表取和钻地钻取的方式,采样量约两公斤,月面工作时间约两天。

那去月球表面采样有哪些重要意义呢?中国地质大学(武汉)行星科学研究所教授肖龙对媒体介绍,月壤是研究月球的样本,由月球岩石在遭受陨石撞击、太阳风轰击和宇宙射线辐射等空间风化作用后形成,其中有大量的月球岩石碎块、矿物及陨石等物质。科学家通过研究这些月壤物质,既可以了解月球的地质演化历史,也可以为了解太阳活动等提供必要的信息。

全国空间探测首席科学传播专家庞之浩告诉《环球时报》记者,探测月球有3种常用方法:一是环绕探测,二是着陆和巡视探测,三是采样返回探测。从技术层面看,3种空间探测方式每一步都是对前一步的深化,并同时为下一步奠定基础。完成月球采样返回任务,需要经历一个全面、精细、深入的科学探测过程,可以突破一系列关键技术,并为今后载人登月和月球科研站选址等提供有关数据、奠定技术基础。

本次任务的采样地点选择在风暴洋西北部有哪些考量呢?航天科技集团五院嫦娥五号探测器系统副总设计师彭兢介绍称,嫦娥五号任务的着陆地点就在月球正面风暴洋西北部,这个位置过去还没有人类探测器,无论着陆还是载人的,还是返回的,都没有去过。科学家根据目前的研究成果,认为这块区域形成的地质年代比较年轻。相比过去已经带回到地球的样品和从地面开展的研究来讲,如果能够将这块区域的样品带回实验室进行分析,能够帮助人类更好地认识月球形成过程。同时,选择在暴风洋西北部采样也有从工程实现角度来考虑的因素。

为什么要采用两种采样方式呢?彭兢表示,从完成任务本身来讲,过去人类历史上无人月球采样,只有苏联用钻取方式,他们的钻头中间是一个中空结构,通过把钻头深入到月球表面以下,然后中空的管子里边能够取样。那么我们过了几十年再采样的话,当然也可以在苏联已经使用的这种钻取采样的基础上,提高技术水平,比如说采更多的样,还有另外一种方式就是换一种采样方式,然后获得不同的样品。所以从这个角度考虑,我们认为单一的采样方式获取的样品形式种类和总量等方面受限制比较多,用两种方式能够获得更多种类、更多数量的样品。另外我们从工程本身来讲,设计钻取和表取这两种方式,可以互为备份。

看点四: “五姑娘”采样返回要过N道关

嫦娥五号被“胖五”成功送入地月转移轨道,这是本次任务系列步骤中的第一步,后续它还将在20多天中突破层层技术难关并最终完成采样返回。这一点从嫦娥五号任务的众多关键节点就可见一斑。据国家航天局探月与航天工程中心党委副书记关锋介绍,嫦娥五号任务在文昌航天发射场用长征五号运载火箭直接将探测器送入地月转移轨道,探测器与火箭分离之后,将完成地月转移、近月制动进入环月轨道,在环月轨道上四器要进行第一次分离,着陆器上升器组合体(“着上组合体”)与轨道器返回器组合体(“轨返组合体”)进行分离,着上组合体将降落在月球正面风暴洋西北部区域,之后在48小时之内通过机械臂表取与钻地钻取两种方式共采集月面的土壤和岩石样品约两公斤,同时进行科学探测。完成采样和封装后,上升器在月面起飞,与位于月球轨道上的轨返组合体进行交会对接,并将样品容器转移到返回器内,随后轨返组合体与上升器分离,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地面回收。整个过程历时23天左右。

《环球时报》从航天科技集团五院了解到,发射成功后,嫦娥五号将经过11个阶段,20余天的在轨飞行过程,飞行程序非常复杂,技术性能要求严格。据专家介绍,嫦娥五号探测器任务技术难点主要表现在多个关键环节。关键一:轨道设计复杂。嫦娥五号探测器飞行阶段多,各阶段轨道方案耦合紧密,轨道设计受到测控、运载和着陆场的限制,约束条件多,各飞行阶段轨道在控制和测定轨精度能力有限的情况下,匹配精度要求高;飞行过程还涉及月球轨道交会对接、月地转移等新的飞行阶段,飞行过程复杂,轨道设计难度大。关键二:月面采样封装技术新。采样封装是嫦娥五号月球无人采样返回任务的核心环节之一。月面采样封装任务采用表钻结合,多点采样的方式,采样装置为全新研制,技术新、难度大。关键三:月面起飞上升验证难。上升器基于着陆平台的月面起飞需解决月面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、地月环境差异带来的验证技术难度大等问题。关键四:月球轨道交会对接与样品转移自主性要求高。与近地轨道交会对接不同,嫦娥五号月球轨道交会对接任务,对对接和样品转移过程自主性要求高。需要在考虑各种约束条件下完成交会对接飞行方案设计;同时,月球交会对接过程中,地面测控支持能力受限,受到对接机构大小的限制,对接精度的要求较高。

看点五:回家之路仍有挑战

根据国家航天局的介绍,本次任务采用半弹道、跳跃式返回,着陆区域为内蒙古四子王旗相关区域,2014年10月曾成功试验了飞行器以第二宇宙速度再入返回,验证了气动力、气动热防护、制导导航与控制等多项关键技术,为嫦娥五号任务奠定了坚实的基础。

据彭兢介绍,从宏观上讲,嫦娥五号任务的返回器跟2014年验证试验时返回器状态是一致的。因为那次飞行试验的目的就是为了验证返回器能够以第二宇宙速度,也就是11公里每秒这个量级的速度,返回地球大气这样一个过程,这里边涉及到的气动、防热、控制等一系列复杂关键技术。2014年成功验证之后,使得我们对完成嫦娥五号任务有了更多信心。前提条件就是能够充分继承那此试验中返回器的状态,但实际上这两个返回器还是有一些细微差别的。主要就是因为这次返回器要接收从月球表面起飞带上来的月球样品,所以多了一个返回舱,而且舱是一个机构,这个舱要保证在交互对接的时候打开,能够确保样品容器能够进入到舱里面,在返回地球过程中还要保证这个舱门可以关上以保护样品。针对这些差别,研制人员已经做了大量地面试验。

而其中再入返回只是返回器回地球的最后一步,在此之前还有一个关键节点——高精度月地入射。《环球时报》记者从航天科技集团五院了解到,月地入射的主要目的是通过月球轨道上的轨道机动,使轨返组合体进入月地转移轨道,由于月地关系的不断变化,月地入射窗口及入射点位置均受到严格约束,为理论上的零窗口;同时,月地入射的精度在一定程度上决定了返回器再入点精度,影响返回器的安全着陆,控制精度要求高。而在完成高精度月地入射之后,飞行器将迎来回家之旅又一个关键点——以第二宇宙速度再入返回地球大气。

据航天专家介绍,“半弹道跳跃式飞行”增加了在大气层的“一出一入”,可以消耗掉返回器的部分能量,从而减小着陆速度,拉长航程,有利于选择降落区。 (环球时报-环球网记者 刘扬 樊巍)

运输生命,亦可致命,还蕴藏古老秘密……
小行星值得关注的五大“杀手锏”

2019-07-11 11:56:50 来源: 科技日报-中国科技网 作者: 刘霞

2013年2月,就在小行星367943 Duende按预期与地球近距离擦身而过的同一天,俄罗斯的行车记录仪还意外捕捉到另一颗小行星撞入大气层、爆炸并造成1000多人受伤的画面。在俄罗斯车里雅宾斯克(Chelyabinsk)发生的这起事件提醒我们,地球并非“温室花朵”,时刻面临着很多看得见以及看不见的威胁。

小行星撞击是其中之一,但小行星在宇宙中的角色不止如此。物理学家组织网7月8日报道,当全球把目光投向月球和火星时,不要忘了,小行星也需要很多关注。

除了它们可能会杀死我们之外,小行星还是地球与星际空间之间的“桥梁”,小行星撞击地球导致了恐龙的灭绝;在宇宙其他地方,小行星或许还肩负着在不同行星之间运输生命的重大使命。正所谓可致命,可运输生命,还蕴藏古老秘密,这些正是小行星值得人类关注的“杀手锏”。

可能威胁人类

在被行车记录仪捕捉到之前,没有人预料到会有小行星光临车里雅宾斯克。幸运的是,这场爆炸并没有造成人员死亡。但下次我们可能就没那么幸运了。即使是已知的小行星,在未来几百年内,也有一定概率会与地球相撞。目前科学家发现,有6颗已知的小行星,至少有0.1%的概率会在23世纪之前与地球相撞。

比如,美国国家航空航天局(NASA)的“源光谱释义资源安全风化层辨认”(OSIRIS-Rex)探测器正在探测的小行星“贝努”(Bennu),按照轨道测算,大约在2175年至2196年间有0.037%的概率和地球相撞。

这样的小行星,在地球森林上空爆炸,可能会造成一些伤亡,但如果在城市爆炸,则可能会杀死成千上万人。

因此,对这些危险的小行星进行研究,有助于人类了解它们的组成成分、运行轨道,并对可能的撞击做出预防。

可能含有水

对于地球生命来说,水至关重要。天文学家一直想知道,地球上的水究竟源于何处,是否是数十亿年前由彗星和小行星带到地球上来的。NASA的“黎明”号太空探测器到访过已知最大的小行星——谷神星(Ceres),并在其表面发现了水。NASA已经认定,谷神星曾经是一个“海洋世界”,只不过那里的水和氨的海洋现在都已冻结成冰,并与硅酸盐岩石反应形成了矿物沉积物,这些矿物沉积物遍布整个谷神星。

此外,去年12月,NASA宣布“贝努”上有水!由于“贝努”体积太小,因此科学家认为不可能是液态水。合理的解释是,“贝努”曾是一个体积较大的小行星的一部分,由于碰撞导致“贝努”从其母体上掉落下来,而其母体小行星上,当时很可能有液态水存在。

蕴藏太阳系形成秘密

“贝努”之所以受到科学家们的青睐,还因为这颗小行星包含着太阳系形成初期的重要信息。

小行星没有大气层,因此其表面不会像地球上的岩石那样被侵蚀。这意味着小行星上的陨石坑可以在较长时间内得到更好的保存,从而为在过去40亿年间发生的各种碰撞提供证据,而此类迹象在地球上早已消失殆尽。从这个角度来看,小行星就像是能证明古老宇宙的“时间胶囊”。

揭示太阳系的消亡

60多亿年后,当太阳耗尽所有氢燃料时,它开始发生变化,走向银河系中大多数恒星的最终命运——变成一颗白矮星。在这一过程中,太阳将短暂地膨胀,大到可以将水星、金星甚至地球吞噬。但在这场“大吞噬”行动中,仍会有“漏网之鱼”——太阳系中至少有5颗行星和许多小行星可以幸存下来。

然后,这些小行星将发挥重要作用,因为当小行星接近幸存行星时,会被幸存行星的引力场“踢”到白矮星那边。经常观察其他白矮星内部小行星的残留碎片,科学家就可通过远距离“尸检”来确定小行星的化学成分。

这种技术是我们探测行星系统化学成分的最直接方式。我们太阳系中的小行星可能为未来的银河文明提供最好的线索,未来的人类可以在地球消失很久之后,根据这些线索找到更多绕未来太阳运行的行星体。

可以运输生命

我们都知道小行星撞击具有破坏性,但从另一个角度来说,我们是不是可以将其看成一种逃生手段?一次足够大的小行星撞击事件会产生足够多的能量,让物质从行星表面喷射而出。如果这是一颗宜居行星,那么喷射出来的一些物质就可能成为一些生命力顽强的微生物的运输容器,使这些微生物可能在太空中存活下来。

当然,发射只是这整场冒险的开始。为了完成从一个星球到另一个星球的跳跃,生命必须在其星际航行中耐受恶劣的空间条件。到达目的地后,它必须能够继续进入新星球,这可能又涉及另外一次撞击。天文学家近年来发现,有些行星系统或许可以让生命的星际旅行成为现实。

TRAPPIST-1系统就是其中一个例子。这个恒星系统距我们39光年,主恒星大小为太阳的11/12,包含7颗大小与地球大致相同的行星,而且行星间的距离非常近,这意味着如果有一颗小行星做媒介,细菌很容易从一颗行星跳到另一颗行星之上。如果目的地行星上存在有利条件,那么生命在这趟旅程中存活的几率,可能远远超过从地球上抛出的微生物抵达太阳系另一颗行星并存活的几率。

对于那些为了寻找新家园而不懈努力的微生物来说,行星间的这种跳跃还面临许多障碍,需要它们进行艰苦卓绝的斗争。

尽管如此,随着天文学家发现更多在小行星影响下形成的怪异而奇妙的世界,这个理论将继续激发人们的兴趣。小行星在塑造我们的宇宙中扮演着重要角色,每一个新世界的诞生,都将加深人们对它们的理解。

如果一颗小行星撞击地球,可能会将生命的碎片射入太空中。(来源:物理学家组织网)

#热门词汇英译#
【小行星撞地球】
中国地震台网官方微博5日下午发布消息称,中秋之夜,云南多地网民报告观察到流星划破夜空现象,中国地震台网实时记录到了一次陨石(meteorite)坠地撞击事件。根据初步分析,撞击事件发生在我国云南省西北部,时间为10月4日20时9分44秒,相当于一次2.1级地震。
文章来源:中国日报网


发布     👍 0 举报 写留言 🖊   
✋热门推荐
  • 在合影环节,埃德林格特意将莱利高高抱起,让它也感受到冠军的荣耀。奥地利视障选手带“编外成员”上领奖台 冠军荣光与导盲犬共享3月9日晚的张家口颁奖广场依旧充满了温
  • 人活着,问心无愧就好,无需刻意讨好谁、强求谁。人活着,问心无愧就好,无需刻意讨好谁、强求谁。
  • /她嘱我爱得简单,如枝上萌发的新绿。/她嘱我活得淡然,像青草滋长于岸堤。
  • 仙佛携带约斋国家大剧院朗读临川佚老《双调.雁儿落过得胜令》(归隐)诗语诗画感叹溪桥烟霭图今朝逢锦时,君亮摇池荷。雁水听紫雨,​松烟寻幽殢。
  • 有你听过的吗?p1(奇了怪了我现在找不到这首歌)p2《梵高曾经对我说》-橘子海p3《我总是不懂你的意思》-Bad Sweetheartp4《银色山坡》-Bad
  • 呆在学校的时间久了,人是会变得迟钝的,想要从任何途径获得短暂的、一时的兴奋和快乐,这个时候人往往选择的是某种捷径,比如刷小视频,看快餐小说,刷微博,打游戏,以这
  • 这才是人与人最密切的相处你的打打闹闹总会留给最亲的人这就是我说当你喜欢上EXO任何团体都喜欢不上了因为他们太优秀了昨天给爱丽过得生日我很开心很感动唱生日歌地时候
  • 最喜欢的丸子妹表情包“据说身体的细胞每过7年会全部完成更新,那我确实是变成另一个人了吧。[心][心] 这十年唯一没有后悔的就是你你就是妈妈的天使 是妈妈的全部
  • 麻黄附子细辛汤应用汇辑,太值得收藏了! 一治忿嚏不已。夫嚏之为病,多缘少阴受寒。麻黄附子细辛汤力能祛少阴之寒,故治之而愈。盖肾络通于鼻,嚏属肾,故知病在少阴也
  • 然而,历经世事变迁,高雅的水晶生产依然保留着最原始的“嘴吹手切”的技艺。特选的精细幼沙,以至水晶的密度无可匹敌,其光芒耀眼,非比寻常,配以精湛的切割技艺,让这“
  • 内胆采用不粘锅涂层,煮饭时汤粥不易糊底,手感光滑富有质感,能够为你解决米饭粘锅的烦恼,内设6段烹饪曲线,精心匹配火候, 口感更劲道。内胆采用不粘锅涂层,煮饭时汤
  • 好久没失眠了~明天还要五点起来去宁安参加婚礼最近脑袋里会有很多新的想法 店里的生意真的比最初预期的好很多~ 也很满足在自己的小天地里做着自己喜欢的事情 感
  • 你说,要是疫情严重了,咱们封在农科院里,菜也不好买时,是不是可以自产自销了,自己院里的草莓可真够味儿,嫩嫩的,又香有好吃,不爱吃红薯的我也爱了那浙薯13,香糯可
  • 有个朋友在深圳呆了几个月后离职回家 临走前跟我说 觉得这座城市呆得好压抑 不太喜欢深圳 其实我能理解这个感受 住在狭小的城中村里 交着高昂的房屋费 没有自己的社
  • 高一语文必修上册课文古诗词1首 梦游天姥吟留别 李白 〔唐代〕 海客谈瀛洲,烟涛微茫信难求; 越人语天姥,云霞明灭或可睹。 天姥连天向天横,势拔五岳掩赤城。
  • 他正在研究一个假设,即他们使用一组缺乏稳定结构的独特蛋白质来做到这一点——称为本质无序的蛋白质。调查抗生素耐药性背后的微泵#抗生素##生命科学[超话]##蛋白质
  • #Lana Del Rey ##euphoria 亢奋# 我总会因为雷姐的歌去看剧,“盖茨比”是这样,“亢奋”也是这样……或许正因我的慢半拍就更想爆赞雷姐了!!
  • 而且打开此处,像人们的高血脂、血压、脑供血等问题就迎刃而解~人体血压血脂控制点,眉心就是中医经络穴位印堂穴的驻地,养生者将印堂穴称为“上丹田”中医认为,刺激这个
  • 巨 蟹 座巨蟹向来稳重成熟,可是一旦面临感情问题,就会变得不理智,特别是当他们真心爱上一个人时,就会做一些平时不会做的傻事。金 牛 座金牛比较慢热,他们对待爱人
  • 碎片集纪录片文字片段①:(转述by韩饭IU_cpfl,可能跟实际内容有出入)我每天都这样笑着,开朗、明朗,总是让我积极乐观一点...(制造出一些)状况...我其