嫦娥五號第一次月地轉(zhuǎn)移入射成功，這意味什么?

　　北京時間12月12日9時54分，嫦娥五號軌道器和返回器組合經(jīng)歷了約6天的繞月等待，實(shí)現(xiàn)了第一次月球轉(zhuǎn)移事件，從近圓形軌道變?yōu)榻虑蚋叨燃s200公里的橢圓軌道。

　　月地轉(zhuǎn)移事件的主要目的是使軌道器和返回器組合在月球軌道上通過軌道機(jī)動進(jìn)入月地轉(zhuǎn)移軌道。

　　隨后，攜帶月球樣品的軌道器和返回器的組合將借此機(jī)會進(jìn)行第二次月球轉(zhuǎn)移事件，以擺脫月球引力，進(jìn)入月球轉(zhuǎn)移軌道并返回地球。

　　嫦娥五號實(shí)現(xiàn)了月球軌道上第一次無人自動交會對接和樣品轉(zhuǎn)移。雖然“交會對接”的名稱相同，但嫦娥五號采用的對接方式與我們熟悉的載人航天所采用的對接方式有很大不同。

　　載人航天中使用的對接機(jī)構(gòu)被稱為異源同構(gòu)外圍對接機(jī)構(gòu)，對接后可以形成約80厘米的通道，方便宇航員在其中行走。與低地球軌道任務(wù)不同，月球探測對探測器的質(zhì)量和空間有嚴(yán)格的限制。嫦娥五號的對接機(jī)構(gòu)一定要小而精，重量要減到周邊對接機(jī)構(gòu)的十五分之一。同時應(yīng)具有樣品容器采集和自動轉(zhuǎn)移功能，重量更輕，精度更高，過程更穩(wěn)定。

　　中國航天科工集團(tuán)有限公司研制的嫦娥五號交會對接微波雷達(dá)作為測量探測器在月球軌道上長距離的唯一手段，成功地引導(dǎo)探測器實(shí)現(xiàn)了首次無人在月球軌道上交會對接。

　　嫦娥五號多久能回家?

　　期盼嫦娥順利回娘家，但真的對這一天的到來感到困惑。特意整理了相關(guān)資料。雖然沒有官方消息，但可以根據(jù)相關(guān)信息估計大致時間。

　　11月28日，嫦娥五號的月球軌道被插入，從繞月軌道進(jìn)入著陸階段。

　　11月30日4: 30登陸月球表面，這是月球上一切工作的開始。

　　12月2日4時，經(jīng)過三個多小時的連續(xù)作業(yè)，嫦娥五號鉆井子系統(tǒng)順利完成了鉆井取樣任務(wù)。提前完成月表自動采樣任務(wù)只需要19個小時。

　　12月3日23: 00，攜帶樣本的隔水導(dǎo)管成功送入繞月軌道，向月球挖土耗時48小時。

　　然后在后期，升降舵與返回艙組件對接窗口為3.5小時，返回艙組件在月球軌道停泊6天后返回地球軌道。

　　返回時間預(yù)計在120小時左右，地球大氣層將在地球軌道高度進(jìn)行。這也是最危險的時期，幾乎全靠之前計算的軌跡和操作。

　　預(yù)計將于12月13日至16日在內(nèi)蒙古的四子王旗著陸點(diǎn)著陸，這也是中國最常用的著陸點(diǎn)。

　　如何解釋月地轉(zhuǎn)移事件?

　　我們的火箭不能發(fā)射那么遠(yuǎn)的衛(wèi)星。先把衛(wèi)星送入地球軌道。這個時候火箭只需要8 km/s的速度，飛得高就需要更高的速度。火箭大小，燃料有限。將衛(wèi)星放入地球軌道后，慢慢調(diào)整衛(wèi)星，使其軌道變得遠(yuǎn)離地球。這時引力越來越小。速度越來越大。身高越來越高。但是變軌是很危險的。轉(zhuǎn)移軌道應(yīng)該是其中衛(wèi)星的軌道。

　　地月轉(zhuǎn)移軌道的形狀是錐形拼接。現(xiàn)實(shí)中，地月轉(zhuǎn)移軌道的近地點(diǎn)約為10.8km/s，近地軌道約為7.8km/s，約為3000dv。

　　從地球到月球，消耗能量最少的軌道只有一條。將其從這個軌道飛向月球可以節(jié)省更多的燃料，這些燃料可以用來在月球探測期間保持軌道高度，從而使工作壽命達(dá)到一年或一年以上。

　　在整個飛行軌道的設(shè)計過程中，地月轉(zhuǎn)移軌道的設(shè)計最為特殊。因?yàn)樵谝酝娜嗽斓厍蛐l(wèi)星軌道設(shè)計中，我們只需要考慮地球?qū)πl(wèi)星的引力效應(yīng)，利用簡單明了的關(guān)系式就可以得到衛(wèi)星的運(yùn)動方程。即使考慮其他天體的引力效應(yīng)和高層大氣的阻力效應(yīng)，由于這些效應(yīng)影響不大，根據(jù)多年的工程經(jīng)驗(yàn)，通過一些簡化平均的方法，加上一些小的調(diào)整，就可以解決大部分的軌道設(shè)計問題。

　　嫦娥五號最后的歸程：

　　嫦娥五號任務(wù)被稱為中國迄今為止最復(fù)雜的太空任務(wù)之一，它經(jīng)歷了11個階段。目前11步已經(jīng)進(jìn)行到第十步，最后回收。

　　重返大氣層和恢復(fù)的最后階段至關(guān)重要。雖然中國神舟飛船返回艙已經(jīng)多次成功返航，但這次返航不同，因?yàn)樗俣忍?。返回者?8萬公里外的遠(yuǎn)距離攻擊返回，速度達(dá)到了第二宇宙速度。如果它沒有及時減速，它可能會崩潰。

　　因此，研究人員為它設(shè)計了一種“浪費(fèi)”的回報方式。返回者先以第二宇宙速度沖向地球，進(jìn)入地球大氣層后再次跳出來，然后重新進(jìn)入大氣層。它一出來，一進(jìn)去，就平穩(wěn)地減速了。像神舟飛船返回艙一樣，它以第一宇宙速度著陸，打開降落傘，平穩(wěn)安全地降落在內(nèi)蒙古四子王旗著陸點(diǎn)的預(yù)定位置。

　　嫦娥五號成功返程的意義：

　　如果月球取樣成功，它將成為繼美國和蘇之后的太空強(qiáng)國。

　　追溯歷史，人類無人月球采樣50年前的是在，1970年9月12日，蘇發(fā)射了世界上第一個無人月球采樣返回探測器“月球16”，并帶回了101克月球土壤樣品。

　　這次在嫦娥五號的登月區(qū)被稱為“風(fēng)暴海洋”，從來沒有任何人類探測器到過，它無疑是最值得探索的月球區(qū)域之一。嫦五的挑戰(zhàn)是帶回大約2公斤的月球土壤。如果實(shí)施成功，中國將成為世界上繼蘇和美國之后第三個帶回月球樣本的國家。

　　嫦娥五號探測器是迄今為止中國研制的最復(fù)雜的航天器系統(tǒng)之一。11月24日4時30分，中國在中國文昌航天發(fā)射場用長征五號運(yùn)載火箭成功發(fā)射了探月嫦娥五號探測器，火箭飛行約2200秒后，成功將探測器送入預(yù)定軌道，開始了中國首次對地外物體的采樣和返回之旅。

　　任務(wù)圓滿完成后，不僅標(biāo)志著中國探月工程將完成“盤旋、墜落、返回”三步走發(fā)展戰(zhàn)略，也成為人類44年來第一次探月取樣和返回任務(wù)。

       嫦娥五號第一次月地轉(zhuǎn)移入射成功，一起期盼成功返回地球吧。衛(wèi)星導(dǎo)航概念關(guān)注一波。