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嫦娥落月准备就绪 数件高科技"法宝"将大显身手

http://www.kexue.com 2013-12-14 09:28:34 新华网  发表评论


多件高科技装备保证嫦娥三号成功落月

  与十多天前的发射不同的是,嫦娥三号将迎来登月这一关键一战。这将是我国航天器首次地外天体软着陆。那么,嫦娥探月如何成真?中国航天科技集团空间技术研究院的专家介绍了高科技“法宝”将大显身手,助力嫦娥登月。

  修长美腿练就落月好轻功

  嫦娥三号是着陆器和巡视器的组合体。中国空间技术研究院的专家解释说,嫦娥三号的“轻盈一落”还要依靠四条修长美腿。

  据了解,其他国家的软着陆方式主要有三种:一是气囊弹跳式,二是着陆腿式,三是空中吊车式。每种方案都有优缺点。

  然而就嫦娥三号来说,气囊式不能满足重量要求,吊车式又比较复杂,腿式能满足任务需要,保证着陆的稳定性。然而,“长腿”应该什么样?长几条腿?曾经是困扰研制团队的一道技术难题。

  经过大量论证,“四条腿”得到了广泛认可。此外,材料要轻,要经受落月时载重一吨半的终极考验。科研人员在腿骨内部增加了塑性变形吸能材料,在着陆冲击时起到了很好的吸能和缓冲作用,而腿部末端安装了脸盆大小的圆形大脚,可以保证着陆器在复杂的月球表面站稳脚跟。

  据介绍,在地面试验场中,嫦娥三号着陆器从初样到正样进行了近百次的模拟试验,从水平面到十几度的坡面,着陆器的修长美腿均表现优异,将助其在月面上平稳着陆。

  落月自主控 “三宝”定乾坤

  据了解,嫦娥三号软着陆下降过程中,嫦娥三号着陆器是自主控制的,换句话说就是“往哪里落、以多快的速度落”都由着陆器自己说了算。专家指出,这将依靠着陆器身上携带的“三个宝”——高精度测速测距敏感器、GNC计算机、7500N变推力发动机。

  高精度测速测距敏感器是着陆器的“眼睛”,它能够准确判读着陆器相对于月球的速度与距离;GNC计算机通过储备在其中的大量软件和风险预案,能够快速处理、应对各种突发问题的考验,并做出正确的处理;7500N变推力发动机是着陆器的“翅膀”,在其他助推发动机的帮助下,着陆器能在月球实现空中悬停、平移、快飞、慢飞等一系列高难度动作。

  据介绍,着陆器从距离月表15公里的高处开始进入软着陆过程,通过对变推力发动机“自动挡刹车”的精确控制,落月速度可以降到4米每秒以下。和着陆器两吨多重的“大块头”相比,这个速度可谓是轻盈至极。

  着陆器:苗条、节俭、豪放

  嫦娥三号着陆器带着巡视器,要完成探月任务,着陆器还要自己减肥,让自己“苗条”起来。

  据了解,目前着陆器干重一吨多(不含所带推进剂),比多数普通轿车还要轻,但却囊括了结构与机构、着陆缓冲、制导导航与控制、推进、热控、测控数传、定向天线、数管、一次电源、总体电路及有效载荷等11个分系统,足以完成300多小时、几十万公里的飞行过程,并完成复杂的降落、释放巡视器等动作。

  着陆器自重不大,背负的推进剂却有自重的两倍多,用起来确实相当节俭。沿着科研人员规划的路线,着陆器飞过几十万公里的路程,耗费的推进剂还不到一百斤,可谓节俭之极。但想要停下来,却是相当不容易。着陆器在飞临月球的时候,要进行近月制动,进入环月轨道,这一次就需要花费近一吨的推进剂。更“豪放”的是最后的下降段,在短短的十几分钟内,就要消耗将近一吨半的燃料,占到全部燃料的60%,因此,落月的最后十几分钟,将成为着陆器最辉煌的表演。

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