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“嫦五”落月 為何只擬獲取2公斤樣品帶回地球?
最后更新: 2020-12-02 09:57:2612月1日23時11分,嫦娥五號探測器成功著陸在月球正面西經51.8度、北緯43.1度附近的預選著陸區(qū),并傳回著陸影像圖。
12月1日22時57分,嫦娥五號著陸器和上升器組合體從距離月面約15公里處開始實施動力下降,7500牛變推力發(fā)動機開機,逐步將探測器相對月球速度從 約1.7 公里/秒降為零。期間,探測器進行快速姿態(tài)調整,逐漸接近月表。此后進行障礙自動檢測,選定著陸點后,開始避障下降和緩速垂直下降,平穩(wěn)著陸于月球正面風暴洋的呂姆克山脈以北地區(qū)。
“嫦娥五號”之所以選擇在月球上最大的月海——風暴洋北部的呂姆克山脈附近降落并實施采樣,是因為科學家認為,這一區(qū)域比起之前美國和前蘇聯(lián)落月采樣的區(qū)域,從地質上來說,可能存在比較年輕的玄武巖,如果能獲得這里新的樣本,將有助于推進對月球火山活動和演化歷史的認識。
根據(jù)任務計劃,“嫦娥五號”計劃在月球獲取2公斤左右的樣品并帶回地球。那么這2公斤的重量是如何確定的呢?
嫦娥五號首次月球采樣 擬獲2公斤樣品
我國通過嫦娥一號到嫦娥四號多次任務的技術積累,希望在嫦娥五號月球采樣任務中能夠達到公斤級的目標。而為了保證任務的成功,并結合火箭運載能力,采樣2公斤是一個較為合理的結果。
本文圖片均來自央視網
國家航天局探月與航天工程中心副主任 探月工程三期副總設計師 裴照宇:我們以兩公斤作為輸入去設計探測器,這個探測器就達到了8.2噸。如果我們要增加樣品的量,整個探測器很多指標都會增長,就會超過火箭的運載能力。
為了提高采樣的可靠性,增加樣品的多樣性,嫦娥五號任務將通過鉆取和表取兩種方式采集樣品。
國家航天局探月與航天工程中心副主任 探月工程三期副總設計師 裴照宇:比如說鉆取,初步考慮是0.5公斤,表取是1.5公斤,這是我們的設計安排。
裴照宇表示,嫦娥五號任務的主要目標是完成月球采樣并返回。當著陸器成功著陸月球表面后,要在有限時間里完成地形勘察、鉆取和表取等多項工作。盡管設定了2公斤的采樣量,但這并不能作為最終衡量任務成敗的標準。
國家航天局探月與航天工程中心副主任 探月工程三期副總設計師 裴照宇:我們的目標是采樣返回,要采到樣品返回地球,這是我們的考核指標。這兩公斤是一個設計值,我們并不能把這兩公斤或多或少作為評判任務成功的一個硬指標。
兩種方式 共同完成取樣任務
2公斤的樣品又該在著陸后用什么方式采集呢?探月工程三期副總設計師裴照宇在介紹他們設計安排的數(shù)據(jù)時提到了兩個采集名詞,他說:“鉆取”初步考慮0.5公斤,“表取”1.5公斤,用這兩種方式共同來完成采樣任務。而這種設計是研制團隊為了提高這一次采樣的可靠性、以及樣品的豐富性而設計的。那么什么是鉆取和表取?
表?。涸谠虑虻谋砻鏌o人自主采集樣品
首先來介紹一下表取,顧名思義,就是在月球的表面采集樣品。但與其他國家的月球樣品采集方式不同的是,我國的嫦娥五號任務將以無人自主的方式進行樣品采集。
航天科技集團五院 嫦娥五號探測器主任設計師 姜水清:從全球來講,它表取也是全球首次月面無人自主采樣一個任務。為了實現(xiàn)這個任務,我們實際上是設計了三個產品,有個四自由度采樣機械臂,然后末端又帶了兩種采樣器,一種是可以實現(xiàn)鏟挖,一種是可以實現(xiàn)淺鉆,來實現(xiàn)不同類型月壤的一個采集。
按照規(guī)劃,采樣機械臂將在著陸點周邊區(qū)域進行多次采樣工作。
航天科技集團五院 嫦娥五號探測器主任設計師 姜水清:它在整個著陸器的可達范圍內,它都可以采樣。假設咱們的著陸點不是那么理想,如果是有一個大石頭,我采不動,我可以給它稍微換一個地方,稍微軟一點,我肯定就能保證能采到一定的樣品。
鉆取獲得月面以下的樣品 與表取互為備份
據(jù)了解,在表取工作之前,會先進行鉆取,來獲得月面以下的樣品。兩種方式互為備份,不僅可以提高采樣的成功率和可靠性,同時也能夠獲得更為豐富的樣品種類,為后續(xù)科學家研究提供更多可靠的原始資料。
航天科技集團五院 嫦娥五號探測器主任設計師 王國欣:我又有鉆取又有表取,哪樣都能拿回來,就能夠互相來互補一下,我們目前具備的能力是作用到月面以下兩米,然后獲得這個月壤的樣品,它的特點是能夠鉆進去,然后月壤在里邊它有一個層區(qū)分布,這個是不破壞它的層區(qū)分布的。
嫦娥五號探測器已經成功著陸在月球正面的預選著陸區(qū)?;仡櫋版衔濉甭湓碌木仕查g。
欒恩杰:月面樣品采集完后還要“裝香腸”
用兩種采樣方式互相備份,來確保嫦娥五號能夠采集到科學家所需要的月球表面樣品。但僅僅采集到還不夠,就像我們長途快遞物品一樣,物品在交寄給快遞員之前,需要您先把它包裹好包裝好,以免途中破損遺漏。而“嫦娥五號”也有一個類似的過程,而且完全是由它獨立完成的,難度可想而知。探月工程首任總指揮欒恩杰在接受記者采訪時就表示,當嫦娥五號著陸器安全降落、開始樣品采集之后,對中國航天來說又有一次全新的嘗試,他的比喻是“裝香腸”。
中國工程院院士 國家航天局原局長 探月工程首任總指揮 欒恩杰:著陸以后我就開始取樣了,我們一有個手去鏟,在外星球用機器手,我們中國頭一次做,我們月球的鉆取機構,這是我們國家頭一次設計,我形容成哈爾濱香腸。就在鉆的時候,它要把鉆取的芯、巖芯的部分要裝到一個包裹,這個包裹是一個長的,所以像個香腸一樣,要把它緊密地包裹好,封裝好。這些土壤不能在轉移到地球的時候被地球污染了,因為地球環(huán)境和月球環(huán)境是不一樣的,有些物質一定要在非常潔凈的環(huán)境下,保持住我們取得這樣這點東西。
標簽 嫦娥五號- 原標題:“嫦五”落月 為何只擬獲取2公斤樣品帶回地球?
- 責任編輯: 林鈴錦 
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