嫦娥五号T1试验器

嫦娥五号T1试验器是嫦娥三期工程"采样返回"任务的中国首颗地月采样往返探测器。
- 中文名称 嫦娥五号T1试验器
- 外文名称 The No. five re-entry flight experiment device
- 发射时间 2014年10月24日2时
- 返回时间 2014年11月01日6时42分
- 发射结果 成功
主要功能
"嫦五"是嫦娥三期工程"采样返回"任务的中国首颗地月采样往返探测器。"嫦五"飞行试验器的发射,将为"嫦五"发射积累珍贵的数据和经验,尤其是在"返回"当中的各种数据更为重要。
"嫦五"发射的困难主要有四个方面,月球轨道的交会对接,月面采样,月面起飞和高速返回。"嫦五"落月后,将在月球表面上采集大约2公斤重的月面土壤等样本,然后封装放进着陆器的上升段,该段从月面点火升空进入月球轨道,并与轨道器和返回器的联合体交会对接,将样品转移至返回器内,轨道器携带返回器点火飞向地球,在进入大气层前分离,轨道器脱离开到太空中,返回器将降落在内蒙古境内的草原上。
返回前,嫦娥五号飞行试验器将在太空点火踏上回家之路,在进入大气层时,要多次跳跃来减速,飞行器从月球轨道回家,采用"跳跃式"进入大气层的方式,仅有前苏联采用过。
技术原理
嫦娥五号飞行试验器返回地球的速度非常快,将达到每秒11.2公里的第二宇宙速度,以这样的速度进入大气层,势必会因为高温而被烧毁。要在进入大气层阶段把速度降下来,我国选择了"弹跳式"再入返回技术。
当嫦娥五号飞行试验器以计算好的某个角度与大气层接触后,和大气层产生相互作用力,嫦娥五号飞行试验器就像碰触到水面的小石子一样,弹跳起来,然后再次接触大气层,又跳起来,就像人们时常玩的'打水漂',反复升降多次,达到减速目的。每一次弹跳都经过精确计算,为克服气流等引起的不确定因素,在弹跳过程中,还有多台小发动机在适时点火,控制姿态,确保每一步升降都准确。只有每一步都准确,才能准确降落至内蒙古中部的预定降落场。

发射历史
2014年10月22日开始,运载嫦娥五号飞行器的长征三号丙改二型运载火箭已开始加注燃料。火箭及"乘客"的各个系统工作正常,各项准备工作进展顺利。为执行此次任务,有关方面在原基础上对火箭进行了改进,火箭身高和体重均有所增加,运载能力大大增强。与之前发射相比,火箭的测量、控制及信号传输系统均有较大提升。
据介绍,此次与"嫦五"飞行试验器一起升空的还有两个国外民间组织研制的月球探测器,分别为卢森堡LuxSpace公司制造的4M无线电信标和"哥本哈根次轨道"等民间组织共同发起的一个众筹探月计划的"口袋飞船"微型试验飞行器PS86X1。在太空中,这两个飞行器与"嫦五"飞行试验器"分手"后,飞掠月球表面,期间不会有"刹车"等动作,飞行也不受地面控制,有可能成为太空垃圾,也有可能被地球引力捕获后进入大气层烧毁。

2014年10月22日,运载"嫦五"飞行试验器的火箭已经开始加注燃料,这标志着发射已进入倒计时阶段。
2014年10月24日2时,"嫦娥五号"试验器成功发射。10月27日11时30分许,再入返回飞行试验器飞抵距月球6万公里附近,进入月球引力影响球,开始月球近旁转向飞行。
2014年10月28日凌晨3时许,试验器到达距月面约1.2万公里的近月点,随后,在北京航天飞行控制中心 控制下,飞行试验器系统启动多台相机对月球、地球进行多次拍摄,获取了清晰的地球、月球和地月合影图像。

截至2014年10月28日20时,嫦娥五号已在太空飞行114小时,距地面高度约36万公里,试验器状态良好,器载设备工作正常。
2017年左右,嫦娥五号将奔月,将携带约两公斤月球样本返回地球。
2014年11月01日6时42分,再入返回飞行试验返回器在内蒙古四子王旗预定区域顺利着陆,我国探月工程三期再入返回飞行试验获得圆满成功。
2014年11月1日飞行试验器服务舱与返回器分离,随后返回器安全返回地面,服务舱经过两次轨道控制,返回到远地点54万公里、近地点600公里的大椭圆轨道,开展拓展试验任务。
2014年11月23日,北京中心精确控制服务舱实施月球借力轨道机动,飞向地月L2点。
2015年1月4日,在完成环绕地月L2点的全部预定科学探测目标后,北京中心控制服务舱成功实施逃逸机动,飞离地月L2点,飞向月球,开始第二阶段拓展试验任务。
2015年1月11日凌晨3时许,在北京航天飞行控制中心科技人员精确控制下,中国探月工程三期再入返回飞行试验器服务舱成功实施近月制动,进入远月点高度约5300公里、近月点高度约200公里、飞行周期约8小时的环月轨道,继续为嫦娥五号任务开展在轨验证试验。
研发进展
"嫦五"及运载"嫦五"的长征五号火箭(也称大火箭)将要首发,发射它们的海南文昌发射场已经建设完成。
选择在海南文昌发射,是因为长征五号火箭尺寸比较大,用内陆发射塔很难解决5米直径产品的运输问题,选择文昌可通过海运到达;从文昌发射场向东发射,下面是一片大洋,不会造成不必要的损失。
历史意义
"取样返回"有着非常重要的科学意义,所取的月球表面样本将有助于人们了解月球。能完成月球"取样返回",说明我国科技工程技术达到了一定的高度。
与嫦娥系列前三次发射不同,嫦娥五号的任务更重、规模更大、难度更高、要解决的科学难题更多,实施该工程可带动更多、更新的科学技术发展。
探月工程三期再入返回飞行试验任务的胜利,是继嫦娥三号成功登月后中国探月工程的又一重要里程碑,是探月工程全面转入无人自主采样返回新阶段的关键环节。作为"绕、落、回"规划的第三步,探月工程三期的主要目标是实现无人自动采样返回,突破月面采样、月面上升、月球轨道交会对接和以接近第二宇宙速度再入返回四项核心关键技术。