月宫之吻是什么意思_月宫之吻是如何完成的(动图)

besoo2021-03-18  22

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导读:“月宫之吻”是什么意思?此次,月宫之吻指的是携带着月壤的嫦娥五号上升器与在环月轨道上的轨道器、返回器组合体成功实现交会对接,下面就带大家来了解一下月宫之吻是如何完成的?月宫之吻是什么意思?北京时间2020年12月6日凌晨,携带着月壤的嫦娥五…

  “月宫之吻”是什么意思?此次,月宫之吻指的是携带着月壤的嫦娥五号上升器与在环月轨道上的轨道器、返回器组合体成功实现交会对接,下面就带大家来了解一下月宫之吻是如何完成的?

月宫之吻是什么意思_月宫之吻是如何完成的(动图)


  月宫之吻是什么意思?

  北京时间2020年12月6日凌晨,携带着月壤的嫦娥五号上升器与在环月轨道上的轨道器、返回器组合体成功实现交会对接,月壤顺利地从上升器转移到了返回器中。这一38万公里外的“月宫之吻”是我国首次实现月球轨道交会对接。

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  月宫之吻是如何实现的?

  人类此前三次无人月球采样任务,采用的都是月面起飞直接返回地球的方案;而嫦娥五号则是采用具有世界先进水平的月球轨道交会对接技术。

  这就需要着陆器托举上升器实现月面起飞后,飞到月球轨道上,在这里与轨返组合体交会对接,把采集到的月壤转移到返回器。

  经过几十年的实践探索,我国在载人航天领域已经熟练掌握了近地轨道交会对接技术,但以往神舟飞船与天宫一号交会对接是在距地球400公里左右的地球轨道上进行的,而嫦娥五号探测器将在距地球38万公里的月球轨道上完成交会对接,而且无法借助导航卫星的帮助。因此,这次无人交会对接不仅在我国尚属首次,在人类航天史上也是第一次。

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  为圆这38万公里之外的“月宫之吻”,嫦娥五号采取了抱爪式对接

  虽同为“交会对接”,但嫦娥五号采用的对接方式与我们所熟悉的载人航天中神舟飞船与天宫飞行器采用的对接方式,有很大的区别。载人航天使用的对接机构学名叫“异体同构周边式对接机构”,在对接后可形成一个80公分左右的通道,方便航天员在其中穿行。而与近地轨道的任务不同,月球探测对探测器的质量和空间有严苛限制,嫦娥五号的对接机构必须做到小而精,其重量要减小到周边式对接机构的十五分之一,同时,还要具备样品容器捕获、自动转移功能,重量更轻、精度更高、过程更稳。

  “抱爪机构具有重量轻、捕获可靠、结构简单、对接精度高等优点。因此,嫦娥五号就采用了抱爪式对接机构,通过增加连杆棘爪式转移机构,实现了对接与自动转移功能的一体化,这些设计理念都是世界首创。”中国航天科技集团八院嫦娥五号探测器副总指挥张玉花说。

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  所谓抱爪,其实形象地说,就像手握棍子的动作,两个方向一用力,就可以把棍子牢牢地握在手中。探测器采用的对接机构就是由3套K形抱爪构成的,当上升器靠近时,只要对准连接面上的3根连杆,将抱爪收紧,就可以实现两器紧密连接。

  而轨道器和上升器对接完成后,还要进行一个重要动作,就是将上升器上装有月壤的样品容器转移到返回器中。嫦娥五号轨道器技术副总负责人胡震宇透露,连杆棘爪式转移机构,采用了一个非常巧妙的设计,“我们利用2套倒三角形构型的棘爪,通过4次伸缩,使得容器逐渐移动到返回器中。这个构形很像我们经常使用的扎带,相连后就只能单方向传递,只能前进不能后退。”

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  捕获、收拢、转移,看似简单的过程,但在38万公里之外高速运行的飞行器上实现却远远没有那么简单。

  “月球轨道相对于地球轨道有时延,时间走廊较小,这就对时效性要求非常高,必须一气呵成完成对接与转移任务。”对接机构与样品转移分系统技术负责人刘仲解释,“对接全步骤要在21秒内完成,1秒捕获、10秒校正、10秒锁紧。为此做了35项故障预案,从启动开始到交会对接,全部采用自动控制。”八院805所从2011年就开始开展相关技术的攻关和工程研制,以突破轻小型弱撞击式对接、复杂接口自动样品转移、对接与转移一体化等关键技术。“我们甚至在试验中故意加入小故障,让对接机构自动判别,进行故障排除,确保整个过程一气呵成、稳妥可靠。”

  不但为探月三期保驾护航,嫦娥五号对接与样品转移机构还填补了我国在轻小型对接机构工程化研究领域的空白,将为后续深空探测等任务提供有力支撑。

  

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