嫦娥三号今日凌晨发射升空。嫦娥三号探测器,是我国第一个“有腿”的航天器,也是中国人首次用来尝试地外天体软着陆的航天器。“三姑娘”长什么样,是如何设计出来的?记者采访了中国航天科技集团的有关专家。据新华社
嫦娥三号有 “四腿六轮”
据介绍,“三姑娘”有四条腿六个轮子,是着陆器和巡视器(俗称“月球车”)的组合体。与嫦娥一号、二号不同,嫦娥三号在名称上不叫卫星而叫器,是我国第一个“有腿”的航天器。
航天科技集团主任设计师杨建中介绍,嫦娥三号任务主要有两个,一是实现月面软着陆,二是实施月面巡视勘察。这需要它既能落到月面上,还能自主动起来。将任务分解给两个探测器,有助于加快研制进度。着陆器包含11个分系统,其中最有特色的当属着陆缓冲分系统,又集中体现在四条“中国腿”的外形上。巡视器包含8个分系统,其中最有特色的当属移动分系统。从外形上看,就是巡视器的6个轮子。
中国航天科技集团巡视器副总设计师贾阳介绍,由于探测器的重量限制,嫦娥三号必须“瘦身”,进行集成化、小型化设计,还必须保证系统的可靠性。只有这样,才能保证它是一个健壮的探测器。
功能设计确保月面生存
不同于地球,月球表面昼夜温差较大,温度高时有120℃,温度低时在-180℃。而且,月球的昼夜交替周期也较长,这给“三姑娘”的月面生存带来了很大的难度。中国航天科技集团着陆器热控分系统主任设计师刘自军用“盖被子”“生炉子”和“开空调”等熟知的概念解释热控设计。有了这些手段和方法,“三姑娘”便能很好地保护自我,在月面上生存下来,从而用携带的科学载荷进行工作。巡视器主要携带了测月雷达、全景相机、红外光谱仪和粒子激发X射线谱仪,开展相应的科学探测任务。通过它们,科学家们将为后续的月球探测积累数据,普通百姓也可以更好地认识宇宙。
嫦娥三号确定奔月计划时间表
在这次发射任务中,嫦娥三号要一次入轨,直接进入近地点200公里、远地点约38万公里的地月转移轨道。
在轨飞行约5天,近月制动被月球捕获,进入100公里环月圆轨道。飞行约4天后,变轨进入15公里×100公里椭圆轨道;再飞行约4天后,从高度约15公里的近月点开始动力下降。着陆后,探测器择机释放月球车,着陆器开展就位探测,月球车开展巡视勘察。
嫦娥三号发射要克服四大挑战
探月工程发射场系统副指挥长赵民昨日表示,嫦娥三号技术状态新、要求标准严、技术难度大,发射需要克服四大挑战。
——低温燃料加注。长征三号乙运载火箭三级采用的是液氢、液氧推进剂。液氢的保存温度为-253℃,液氧的保存温度为-183℃,在加注时燃料不可避免地产生挥发,所以必须精确计算燃料的加注量。
——气候复杂多变。西昌属山区地形,素有“十里不同天”之称,气候变化频繁。此外,火箭低温燃料加注对温度变化要求很高,这些无疑给气象预报增加了不小的难度。
——“零窗口”发射要求高。12月共有3天6个窗口。发射窗口最长4分钟,最短的仅为1分钟,对发射的精准度要求很高。一旦第一个发射窗口不能发射,必须要尽快进入第二个发射窗口的工作状态。根据安排,第一个发射窗口与第二个发射窗口间隔仅40多分钟,所以转换难度很大,对各方面参数要求极高。
——多重任务交叉重叠。发射场在执行嫦娥三号任务时,还承担了其他航天器的发射任务。这给发射中心及各系统间的组织指挥、统筹协调、质量监督和人员调配提出了挑战。