“黑色12分鐘”全憑自主控制
從15公里高度降至月球表面,這驚心動魄的12分鐘被稱為“黑色12分鐘”,嫦娥三號要完全依靠自主控制,完成降低高度、測距、測速、選擇著陸點、自由落體著陸等一系列動作。
這期間,人工干預的可能性幾乎為零。這是因為落月過程中的每一個動作都非常短暫,安裝在探測器上的傳感器一旦獲得信息,需要探測器作出極快的響應,而38萬公里的地月距離以及信號延遲,根本不足以讓信息傳回地面、再由地面上傳指令。
實際上,在世界各國探測器登陸月球或火星的過程中,都有這樣一個由探測器自主控制的“黑色”時段。
“中國腿”挑戰(zhàn)月面軟著陸
盡管采用了先進的制導導航與控制系統(tǒng),探測器著陸瞬間還是會對月面產生撞擊。為了避免設備受到過大的沖擊載荷,探測器上使用了一個著陸緩沖分系統(tǒng),也就是嫦娥三號的4條“腿”。由此,嫦娥三號也成為我國首個有“腿”的航天器。
此前其他國家軟著陸方式主要有三種:一種是氣囊彈跳式,難以滿足嫦娥三號探測器重量的要求;另一種是空中吊車式,控制起來很復雜;因此嫦娥三號選擇了第三種,也就是腿式著陸。
“著陸緩沖機構主要用于緩沖著陸器的沖擊能量,俗稱著陸腿?!碧綔y器系統(tǒng)著陸器著陸緩沖分系統(tǒng)主任設計師楊建中用8個字概括著陸腿的特點:強、輕、柔、穩(wěn)、多、新、全、難。
也就是說,著陸腿要有強度承受沖擊和壓力,自身輕巧,著陸方式柔和、姿態(tài)穩(wěn)定,能保證儀器設備安全。另外,著陸退還有收攏、展開、支撐的功能,觸月時還能發(fā)來信號。而作為具有中國特色的新型著陸腿,在實現(xiàn)了技術跨越和團隊建設的雙豐收的同時,也經歷了艱難的開發(fā)研制過程。
撞擊瞬間考驗設備可靠性
“中國腿”的啟用極大降低了著陸時的沖擊力,但嫦娥三號上的設備依舊面臨嚴峻考驗。
“經過試驗,探測器上的設備能經受著陸時力學環(huán)境的考核,即便產生撞擊力,電子設備也能正常工作?!眳莻ト收f。
嫦娥三號的太陽能帆板在飛行中處于展開狀態(tài),而在著陸前,這對“翅膀”會收回,直到順利著陸月面再展開?!爸憰r太陽能帆板如果展開,可能會被折斷,”吳偉仁說,“我們?yōu)殒隙鹑栐O計了可重復展收的帆板,可以保證著陸安全?!?/font>
月塵的存在為這一瞬間帶來了更多風險。月面上有細細的一層塵埃,探測器著陸時很可能激起月塵,對光學敏感器等設備造成影響??蒲腥藛T們采取屏蔽網等防塵措施,給探測器的“眼睛”加上了一層保護罩。
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