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為什麼嫦娥五號軌道器完成任務後依然可以在深空走位走位再走位?

科技數碼 光明網

嫦娥五號任務已經取得了中國航天史上前所未有的成功,是人類無人探月史技術難度之最,也是人類時隔44年再次獲得月球樣本。時至今日,嫦娥五號軌道器依然在深空中旅行,那麼,它為什麼可以不斷“走位”呢?

為什麼嫦娥五號軌道器完成任務後依然可以在深空走位走位再走位?

最核心的原因在於:從長徵五號火箭發射起,就已經為它節省了大量的推進劑。巧婦難為無米之炊,而如果有了足夠多的米,巧婦當然能做很多事情。

本次長徵五號遙五任務發射,成功抓住了最好的一條奔月軌道,各級火箭工作狀態、末級滑行、多次啟動精度都分毫不差,最終入軌精度極高,是長徵五號歷次發射表現最好的一次,連總師李東都說這次表現是“正中十環”。我之前科普過,深空探測任務都需要進行復雜的機動和軌道修正、不可避免,主要為了修正入軌誤差、理論軌道和實際軌道的差距、校驗發動機性能等。而如果入軌精度高,就不需要軌道器帶著8噸多的四器組合體進行復雜修正,能節約一大部分推進劑,事後證明長徵五號的優異表現為軌道器節省了約200千克推進劑。再往後,軌道修正次數小於預期、軌道修正精度高於預期、月地返回入射精度高,積累下來的更多了。

這可是個了不起的成績,要知道嫦娥五號軌道器在完成主要任務最終一步、送返回器到地球後,自己現在就是個1-2噸級的航天器而已,且大部分都是推進劑。節省下的200多千克推進劑,加上本身質量很小、帶有多種規格發動機,軌道器就變成了一個超強的新“火箭”。它自己也帶一些通信模塊和各種傳感器,能出演深空探測器的部分功能。

另外,由於它是從月球返回,逼近地球時速度會達到第二宇宙速度左右,這足以讓它輕易永遠擺脫地球引力影響。如果巧妙設計軌道,通過地球引力助推,甚至完全不需要消耗任何推進劑就能完成。

因此,軌道器開始了在宇宙中的複雜走位。第一步就是去距離地球約150萬千米的日地拉格朗日L1點,這個點在地球和太陽中間,可以實現非常穩定的對地球和對太陽長期觀測。當然,這個點並不真實存在,只是個理論值,軌道器也不可能真正定住,而是在附近保持橢圓軌道。

由於軌道器依然元氣滿滿,能力充足,L1之後也可能有各種操作,比如去飛掠金星水星小行星,甚至火星木星,做附加題“任務”持續數年。當然,這只是說明它的變軌能力,實際情況沒那麼簡單,為月球設計的天線通信能力、太陽能帆板供能問題,可能沒法走得更遠,是硬條件限制。

長五遙五嫦娥五,確實都老厲害了。

來源:太空精釀的空間站

來源:國家空間科學中心

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