揭秘嫦娥四号月背“盲降”:垂直下降,步步惊心_贞丰县新闻

  

发布日期:2019-03-18
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原题目:揭秘嫦娥四号月背“盲降”: 垂直下降,步步惊心

2019年1月3日10时26分,嫦娥四号探测器乐成在月球反面的南极-艾特肯盆地着陆,实现人类探测器首次在月球反面的软着陆,并通过“鹊桥号”中继星传回了天下第一张近距离拍摄的月背影像图。

嫦娥四号发回的首张月球反面影像图。这是嫦娥四号着陆器监视相机C拍摄的着陆点南侧月球反面图像,巡视器将朝此偏向驶向月球外貌。国家航天局供图

相较于嫦娥三号,嫦娥四号落月难度更大,主要由于月球反面这一特殊情况。中国工程院院士、中国探月工程总设计师吴伟仁曾形容,嫦娥三号相当于在华北平原着陆,而嫦娥四号则是在崇山峻岭的云贵川地域着陆。

据中国航天科技团体有限公司五院502所嫦娥四号探测器GNC系统研制职员先容,月球反面崎岖不平,嫦娥三号月球正面着陆区地形升沉仅800米,而嫦娥四号月球反面着陆区地形升沉到达了6000米。

而同样难题的是,落月历程地球偏向不直接可见,所有信息传输都需要由中继星“鹊桥号”中转,无疑大大增添了落月使命的风险。由于整个落月历程由GNC系统自主操控,加之回传画面的延迟,以是对地面职员来说,整个历程近乎 “盲降”。

月背“盲降”:因地形崎岖接纳垂直下降

地形的崎岖使得原有近似嫦娥三号的航行轨迹无法适用。在充实研究月面预定着陆区地形特点基础上,科研团队设计了顺应新地形的落月轨迹方案。

今天,嫦娥四号履历了惊心动魄的“盲降”历程。

今天10时15分,科技职员在北京航天航行控制中央发出指令,嫦娥四号从距离月面15公里处最先实行动力下降,7500N变推力发念头开机,逐步将探测器的速率从相对月球1.7公里每秒降到零。

在距离月面6~8公里处,探测器举行快速姿态调整,不停靠近月球。距月面100米处,为了保证落地时每只脚都不踩到石头上或坑里,嫦娥四号稍稍悬停,对障碍物和坡度举行识别,找好理想着陆点,徐徐下降。

约690秒后,嫦娥四号自主着陆在月球反面南极-艾特肯盆地内的冯•卡门撞击坑内。落月历程中,下降相机拍摄了多张着陆区域影像图。

嫦娥四号探测器动力下降历程下降相机拍摄的图像。国家航天局供图

据502所科技职员先容,嫦娥四号在距离月面6公里的高度时调整至垂直下降。这个垂直下降行动,就是与嫦娥三号最大的差别,由于着陆区太崎岖,若是水平偏向连续移动,就会让着陆器不能准确丈量所处的高度。

整个历程中,地面职员都通过“鹊桥号”中继星寓目了“直播”。

规避风险:探测器自我诊断与重构

研制职员也思量了盲降的风险,尤其是若是下降历程中,“鹊桥号”的信息传输“卡住”,影响数据上传,怎么办?

为此,GNC系统设计了延时数据注入功效,就是提前把要发送给着陆器盘算机的数据发送到着陆器上暂存,这个数据包是带有时间标签的,待到着陆器上的时间和该标签相同时,数据便自动注入。云云, “鹊桥号”的实时数据注入,就成为了备份手段。

系统还可以全程自主举行故障诊断与重构,万一发生故障,系统可以随时自己给自己举行“诊断”,找到病灶并解决。通过着陆器各部门功效的优化、再组合,着陆器可以确保机体整体功效正常,实行落月。

着陆器的“腿”: 主副腿配合缓冲庞大打击力

嫦娥四号的四条腿学名为“着陆缓冲机构”,能够使用缓冲功效,将着陆瞬间所发生的打击有用地吸收,防止庞大打击力对探测器及其主要仪器装备造成损伤。

嫦娥四号探测器示意图。国家航天局供图

为了确保优秀的缓冲作用,设计和制造职员在研制历程中想尽措施,在探测器的“腿“里配备了两个神秘武器。

首先是“大脚掌”。着陆器的“脚掌”是与月球外貌直接接触的部位,被设计成盆状,盆状结构可以更好地防止着陆月面时倾倒。其外观简朴,但金属外貌的内部结构却十分的庞大,履历了成千上万次试验,举行了上万件质料的筛选,才敲定了最终工艺方案。

其次是主腿和副腿配合的结构。着陆器的每条着陆腿都包罗一个主腿和两个副腿,各有分工。在着陆前,副腿推着主腿向外侧睁开到划定角度并锁定,主腿卖力在着陆时支持住着陆器,将打击力通报、吸收,是着陆器主要的支持结构。副腿也会辅助主腿缓冲庞大的打击力,使落月更稳固、宁静。

为了减重,主腿和副腿的外壳是又长又薄的圆筒结构,为了确保圆筒强度,设计师优选了强度很高的铝合金质料。圆筒中还填充有缓冲蜂窝质料,在前期试验中,事情职员先后加工了约6000件规格各异的缓冲蜂窝,最终筛选出性能稳固、制品率高的缓冲蜂窝。在着陆时的庞大打击下,主腿和副腿都能依赖挤压蜂窝吸收打击力, 让着陆器平稳地着陆。

新京报记者 倪伟 编辑 于音 校对 王心

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【纠错】责任编辑:钱伯

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