材料一:
经过几十年的发展,中国航天在新世纪进入新阶段,把深空探测列入重点发展方向之一。对月球的探测也成为焦点,这便是著名的嫦娥探月工程。它正式始于2004年,采用“绕、落、回”三步走发展战略全方位研究月球,目前已经取得了数次任务的巨大成功。
2007年10月24日,嫦娥一号探测器由长征三号甲火箭送入太空。它实现了在轨1年寿命,“嫦娥奔月”由神话变为现实。
2010年10月1日,嫦娥二号发射,这是我国火箭首次将卫星直接送入地月转移轨道,开启绕月月探测任务。
2013年12月14日,嫦娥三号和玉兔一号成功软着陆月球,成为37年内再次访问月球的人类使者。
2018年5月21日,鹊桥号乘载长征四号丙运载火箭出发,成为人类唯一地球和月球背后通信中继卫星;2019年1月3日,嫦娥四号和玉兔二号成功着陆月球背面南极——艾特肯盆地。
2021年11月24日,长征五号遥五运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空,将运送嫦娥五号探测器至地月转移轨道。嫦娥五号是人类在时隔44年后再次尝试获取月球土壤样本,这对中国探月、乃至整个人类探月有着划时代的重要意义。
嫦娥五号要面对的技术突破众多,且难度极高。嫦娥五号探测器要实现组合体制动绕月、软着陆月球、两种方式采集月壤样本、月球上空交会对接、返回地球并着陆等一系列高难度操作,它的轨道器、着陆器和上升器都需要携带独立却各自功能不同的复杂推进系统。嫦娥五号的整体难度可以说是大幅超过1976年的苏联月球24号任务。
嫦娥五号是嫦娥探月工程中“回”这一步的核心任务,即返回器返回地球。
返回器经由轨道器送到地球附近时,速度会逼近第二宇宙速度(11.2千米/秒),而普通返回式卫星返回地球时基本都是第一宇宙速度(7.9千米/秒)级别。如果以接近11.2千米/秒的速度直接冲进大气层,巨大的摩擦和冲击可能会让返回器焚毁。因此,返回器将采取在大气层边缘多次“打水漂”的滑跃式返回方式,进行多次减速。其中每一次与大气的接触都需要经过精准计算,最终让返回器以安全速度冲入大气,通过气动减速和降落伞减速等方式,准确安全地降落在预定着陆场。
——摘编自《科普中国》
材料二:
2024年6月4日7时38分,嫦娥六号上升器携带月球样品自月球背面起飞,3000N发动机工作约6分钟后,成功将上升器送入预定环月轨道。
6月2日至3日,嫦娥六号顺利完成在月球背面南极——艾特肯盆地的智能快速采样,并按预定形式将珍贵的月球背面样品封装存放在上升器携带的贮存装置中。
“挖土”是门精细活儿,主打“快稳准”。受限于月球背面中继通信时长,嫦娥六号采用快速智能采样技术,将月面采样的有效工作时间缩短至不到20个小时;同时,探测器经受住月背温差考验,克服了测控、光照、电源等难题,通过钻具钻取和机械臂表取两种方式,分别采集了月球样品,实现多点、多样化自动采样。
在“广寒宫”,嫦娥六号还“做起了科研”,凸显“国际范儿”。嫦娥六号着陆器携带的法国月球氧气探测仪在地月转移、环月阶段和月面工作段均进行了开机工作;携带的欧空局月表负离子分析仪于月面工作段进行了开机工作;安装在着陆器顶部的意大利激光角反射器成为月球背面可用于距离测量的位置控制点。
紧锣密鼓地“挖土”“做科研”之余,嫦娥六号探测器还不忘在月球上进行一场神圣的“升旗仪式”。表取完成后,嫦娥六号着陆器携带的五星红旗在月球背面成功展开。这是中国首次在月球背面独立动态展示国旗。
光线对于五星红旗的成像效果至关重要,由于嫦娥六号是在月球背面着陆,月面光线与旗面角度都发生了变化。为此,研制团队提出多种改进方案,开展多轮方案评估和地面模拟月面成像试验,以保证五星红旗的最佳成像效果。
月面温差大、辐射强,普通材质的五星红旗难以满足要求。研制团队联合武汉纺织大学等单位开展玄武岩纤维旗面的研制攻关,陆续攻克纤维成型、织物织造、印花染色以及旗面与展开机构适配等技术难题,使生产的五星红旗能适应月球表面的恶劣环境。
顺利完成月球样品采样封装后,嫦娥六号上升器就要准备月面点火起飞,这是一个高难度科目。众所周知,运载火箭在地球起飞是有一套完备的发射塔架系统的,点火起飞位置也经过精确测算,飞行轨道更是一遍遍计算好的。
与嫦娥五号月面起飞相比,嫦娥六号从月球背面起飞,无法直接得到地面测控支持,而需要在鹊桥二号中继星辅助下 , 借助自身携带的特殊敏感器实现自主定位、定姿,工程实施难度更大。嫦娥六号上升器点火起飞后,先后经历垂直上升、姿态调整和轨道射入三个阶段,顺利进入了预定环月飞行轨道。
后续,在完成交会对接与样品转移、环月等待后,嫦娥六号将带着“广寒宫宝藏”启程返回地球。
——节选自《嫦娥六号的“月背49小时”》
①嫦娥一号开启绕月探测②
③④嫦娥四号着陆月背探测
⑤⑥