嫦娥五號

 

　　11月24日4時30分，我國長征五號遙五運(yùn)載火箭在海南文昌航天發(fā)射場點(diǎn)火升空，經(jīng)過2200多秒的飛行，成功將“嫦娥五號”月球探測器送入地月轉(zhuǎn)移軌道，開啟我國首次地外天體采樣返回之旅。

 

　　今年最具“分量”的發(fā)射 探測器重達(dá)8.2噸

 

　　長征五號運(yùn)載火箭是我國新一代大推力低溫液體運(yùn)載火箭，全長近57米，起飛重量約870噸，起飛推力超過1000噸，由中國航天科技集團(tuán)有限公司第一研究院抓總研制。

 

　　長征五號運(yùn)載火箭總設(shè)計(jì)師李東介紹，長征五號運(yùn)載火箭采用“兩級半”構(gòu)型，芯一級、芯二級直徑為5米，芯一級捆綁四個直徑為3.35米的助推器，芯級和助推器全部采用液氫、液氧、煤油等無毒無污染推進(jìn)劑；地球同步轉(zhuǎn)移軌道（GTO）運(yùn)載能力可達(dá)14噸，是目前我國運(yùn)載能力最大的火箭。

 

　　由于芯級直徑大于其他長征火箭，長征五號運(yùn)載火箭被親切的稱為“胖五”，因?yàn)椴捎昧艘簹洹⒁貉醯鹊蜏赝七M(jìn)劑，長征五號運(yùn)載火箭也獲得了“冰箭”的稱呼。

 

　　長征五號遙五運(yùn)載火箭發(fā)射的“嫦娥五號”月球探測器重達(dá)8.2噸，是我國目前發(fā)射的重量最重的探測器。“嫦娥五號”探測器需要進(jìn)入近地點(diǎn)200公里、遠(yuǎn)地點(diǎn)約41萬公里的地月轉(zhuǎn)移軌道，對運(yùn)載火箭的能力提出了很高的要求。

 

　　開啟我國首次地外天體采樣返回之旅 實(shí)現(xiàn)三大工程目標(biāo)

 

　　此次任務(wù)有望實(shí)現(xiàn)我國航天史上的多個“首次”：一是地外天體的采樣與封裝；二是地外天體的起飛；三是月球軌道交會對接；四是攜帶樣品高速地球再入；五是樣品的存儲、分析和研究。

 

　　按照探月工程的總體規(guī)劃，此次嫦娥五號任務(wù)有三大工程目標(biāo)。

 

　　一是突破窄窗口多軌道裝訂發(fā)射、月面自動采樣與封裝、月面起飛、月球軌道交會對接、月球樣品存儲等關(guān)鍵技術(shù)。以提升我國航天技術(shù)的水平；

 

　　二是實(shí)現(xiàn)首次地外天體自動采樣返回，推進(jìn)我國科學(xué)技術(shù)的重大跨越；

 

　　三是完善探月工程體系。為載人登月和深空探測奠定一定的人才、技術(shù)和物質(zhì)基礎(chǔ)。

 

　　為什么“胖五”發(fā)射嫦娥五號要選在凌晨

 

　　一是便于奔月軌道的設(shè)計(jì)。月球探測與火星探測一樣，都屬于深空探測，在火箭發(fā)射軌道設(shè)計(jì)上，要考慮到地月相對位置關(guān)系，因此相比通信衛(wèi)星等發(fā)射任務(wù)，約束條件更多。對于此次發(fā)射嫦娥五號探測器，要在滿足地球與月球位置關(guān)系的限制、火箭射向和滑行時間的約束、探測器地月轉(zhuǎn)移時間、返回器再入航程等條件下，選擇最合適的發(fā)射時間，也就是確定火箭的發(fā)射窗口。經(jīng)過綜合考慮，長征五號遙五運(yùn)載火箭在凌晨發(fā)射最有利于奔月軌道的設(shè)計(jì)，可以滿足各種約束條件。

 

　　二是減少太陽活動對于嫦娥五號的影響。“胖五”飛向宇宙的時候，正好是地球把太陽光直接遮蔽住，避免有過多太陽輻射對嫦娥五號產(chǎn)生影響。太陽活動對于嫦娥五號來說是非常復(fù)雜和麻煩的，特別是爆發(fā)的太陽風(fēng)會干擾電子信號傳播，影響地面科研人員對嫦娥五號的操控。

 

　　三是晚上的天空云層更少，有利于信號的傳播。航天發(fā)射并不是一件輕松的事情，不像飛機(jī)起航那樣簡單。“胖五”發(fā)射更是一件極其復(fù)雜的事情，整個過程中要考慮到方方面面，才能保證“胖五”的成功起航。所以天氣條件成為重中之重。在“胖五”發(fā)射之前的很多天，專家們就會開始對氣象進(jìn)行深入的研究，確保發(fā)生的時間段是最佳的天氣狀況。

 

　　凌晨天氣狀況比較穩(wěn)定，基本不會出現(xiàn)突然的天氣變化，有利于“胖五”發(fā)射。云層更少，也就代表云層更薄，這樣的條件更有利于信號的傳播（厚云層會阻礙電磁波的傳播，影響地面科研人員對嫦娥五號的控制。)

 

　　四是為了方便觀測。在凌晨發(fā)射“胖五”，可更好地利用望遠(yuǎn)鏡等天文設(shè)備，對觀察到的發(fā)射情況做出總結(jié)。如果是白天發(fā)射“胖五”的話，強(qiáng)烈的太陽光，使得天文望遠(yuǎn)鏡無法看到“胖五”的具體發(fā)生情況。凌晨的稀薄云層，更便于觀測。

 

　　由于凌晨整體的環(huán)境亮度都比較低，運(yùn)載火箭噴射著火焰飛向太空的時候非常顯眼和突出，有利于地面的光學(xué)和測量設(shè)備跟蹤到目標(biāo)，收集相關(guān)信息。“胖五”選擇在這個時候發(fā)射升空，讓地面的探測儀更好地跟蹤“嫦娥五號”，科研人員能夠比較明顯地看到嫦娥五號運(yùn)行的軌跡，同時因?yàn)橥砩系目諝獗容^涼爽，“胖五”的整流罩溫度可以更加低，這點(diǎn)也是科學(xué)的魅力。

 

　　除了凌晨的氣象條件更加適合“胖五”發(fā)射，蓄電池容量是有限的，并非取之不盡用之不竭，所以“胖五”要飛翔宇宙還必須要有太陽的光照，凌晨發(fā)射“胖五”達(dá)到數(shù)萬公里之后，蓄電池就得以最大的光照夾角獲得源源不斷的光照能源，使蓄電池可持續(xù)的工作。