驕傲！月球上亮出五星紅旗
記者從國家航天局獲悉，12月3日23時10分，嫦娥五號上升器3000N發(fā)動機工作約6分鐘，成功將攜帶樣品的上升器送入到預(yù)定環(huán)月軌道。這是我國首次實現(xiàn)地外天體起飛。
也就是說，這單來自月球的“特產(chǎn)外賣”，已經(jīng)由嫦娥五號這位“快遞員”收單并在送往地球的路上了！
圖片來源：國家航天局 張高翔
與地面起飛不同，嫦娥五號上升器月面起飛不具備成熟的發(fā)射塔架系統(tǒng)，著陸器相當于上升器的“臨時塔架”，上升器起飛存在起飛初始基準與起飛平臺姿態(tài)不確定、發(fā)動機羽流導(dǎo)流空間受限、地月環(huán)境差異等問題；另外由于月球上沒有導(dǎo)航星座，上升器起飛后，需在地面測控輔助下，借助自身攜帶的特殊敏感器實現(xiàn)自主定位、定姿。
中國在月球首次實現(xiàn)國旗獨立展示
點火起飛前，著上組合體實現(xiàn)月面國旗展開以及上升器、著陸器的解鎖分離。此次國旗展開是我國在月球表面首次實現(xiàn)國旗的“獨立展示”。
月面起飛前亮國旗 模擬動圖
點火起飛后，上升器經(jīng)歷垂直上升、姿態(tài)調(diào)整和軌道射入三個階段，進入預(yù)定環(huán)月飛行軌道。
隨后，上升器將與環(huán)月等待的軌返組合體交會對接，將月球樣品轉(zhuǎn)移到返回器，后者將等待合適的月地入射窗口，做好返回地球的準備。
嫦娥五號上升器點火瞬間 圖片來源：國家航天局 張高翔
2020年11月24日,嫦娥五號探測器成功發(fā)射，探測器將實施月球采樣、返回任務(wù)，實現(xiàn)中國探月工程三步走的最后一步“回”。
嫦娥五號經(jīng)地月轉(zhuǎn)換軌道、環(huán)月軌道飛行后，在月面選定區(qū)域成功著陸（落月），目前它已完成月球樣品采集工作、經(jīng)月面起飛。之后，嫦娥五號探測器的上升器，將和正在月球軌道上的軌道器完成交會對接，經(jīng)過月地轉(zhuǎn)移軌道、再入回收等飛行階段的在軌飛行過程，最終完成“挖土”并返回地球。
在此之前，記者也了解到，在這個過程中，上升器以著陸器為發(fā)射平臺，點火發(fā)射脫離月面。成功離開月球表面后，將和正在月球軌道上的軌道器對接，但這個“擁抱”過程并不容易。
在遠離地球的太空里，上升器和軌道器之間的對接堪稱“針尖對針尖”，這樣高難度的宇宙空間定位，也完全依賴嫦娥五號自身的人工智能系統(tǒng)。
國家航天局
上升器成功對接返回器后，還要逃脫月球的引力，這就首先要達到月球的第一宇宙速度1.68千米/秒。而要脫離月球引力飛向地球，則需要達到月球的逃逸速度2.4千米/秒。
這次，科學(xué)家提出的挖土目標是約2公斤——鉆取的樣品是約0.5公斤，表取的樣品是約1.5公斤。有人會問，好不容易去一趟，為啥不多挖一點回來？
這是因為，采集量的多少需要與容器的大小相對應(yīng)，繼而影響到整個探測器的體積、重量，以及推進劑的需求。比如為了鉆取0.5公斤的樣品，探測器上的鉆取機構(gòu)要達到七八十公斤；為了表取1.5公斤的樣品，表取機構(gòu)也要幾十公斤；這100多公斤的采樣機構(gòu)都要由探測器送到月球去，會影響到探測器整體的重量、體積和功耗。
所以此次發(fā)射質(zhì)量非常大——嫦娥五號探測器的總重量達到8.2噸。增加樣品重量就意味著最后可能會超過火箭的運載能力，所以2公斤的量已不算少了。
“擁抱”過程將被全程記錄
即便沒光線也能拍得清清楚楚
據(jù)此前報道，在嫦娥五號任務(wù)中，由中國航天科技集團八院研制的紅外及可見光雙譜段監(jiān)視相機，將完美呈現(xiàn)軌道器與上升器的“擁抱”過程。?
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此次嫦娥五號所搭載的雙譜段監(jiān)視相機是一款專業(yè)“拍照神器”，其主業(yè)就是記錄軌道器與上升器的交會對接過程，以及軌道器與著陸器/上升器組合體分離、與支撐艙分離過程。與以往任務(wù)中所搭載的監(jiān)視相機不同的是，這款相機集紅外和可見光成像于一體，紅外和可見光傳感器經(jīng)各自的光學(xué)鏡頭獲取圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)遙控指令要求在六種拍攝模式中自由切換，實現(xiàn)紅外和可見光分別或同時成像。??
探測器在月球表面自動采樣 張高翔 攝?
這就相當于給普通相機加了一個夜視儀，即使交會對接過程發(fā)生在月背，接受不到太陽光照，我們也可以通過紅外相機記錄下全過程。而在有光照的情況下，如果光照太強，可見光相機拍攝的照片也可能存在過曝的情況，影響觀看效果。有了這款雙譜段相機，就可確保全天時、全光照條件下記錄交會對接過程，也可以讓大眾從紅外鏡頭的視角看看太空。