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“舞娣”素描——揭秘探月工程三期飞行试验器
发布时间:2014-10-24   文章来源 : 科技日报   字号:
 

  嫦娥三号任务圆满完成后,我国探月工程进入“绕、落、回”规划的第三步。24日,接过“接力棒”的探月工程三期再入返回飞行试验器在西昌卫星发射中心成功发射,开启了我国探月的新征程。
 
  与此前“出阁”的三位“嫦娥姑娘”一样,飞行试验器也备受“娘家人”的喜爱。中国航天科技集团五院嫦娥五号总指挥、总师顾问叶培建院士给她取名为“舞娣”。
 
  在此,科技日报将为您揭开“舞娣”的神秘面纱。
 
  娇小的“女汉子”
 
  “舞娣”由服务舱和返回器两部分组成。其中服务舱重达2000多千克,以嫦娥二号卫星平台为基础进行适应性改进设计,主体结构是规则立方体,外部装有太阳翼、天线、推进器、照相机、敏感器等;返回器重300多千克,继承了神舟飞船返回舱的外形,大小却只有其八分之一左右。它与探月三期正式任务中返回器的状态基本一致,全部电子设备都装在内部。
 
  航天科技集团五院嫦娥五号飞行试验器总指挥、总师杨孟飞介绍,“舞娣”有结构、热控、制导导航与控制等11个分系统。
 
  与神舟飞船相比,“舞娣”身形娇小,却威风凛凛。她的服务舱被金色多层材料包裹,返回舱呈银色,加之科研人员为她量身定制的各类“钢筋铁骨”,把她装扮成了身披“白衣金甲”的“女汉子”。
 
  任务全程经历6个阶段
 
  按计划,我国将于2017年前后发射嫦娥五号探测器,实施月球无人自动采样返回。其中月地返回、半弹道跳跃式高速再入返回、返回器气动外形设计、返回器防热设计、半弹道跳跃式再入制导导航与控制、轻小型化回收着陆等技术难点是决定任务成败的关键。为验证这些无法在地面模拟试验的技术,“舞娣”成为了开路先锋。
 
  中国探月工程副总指挥、国防科工局探月与航天工程中心主任刘继忠介绍,“舞娣”这次出征共约8天,要经历起飞入轨、地月转移、近月转向、月地转移、返回再入和着陆回收6个阶段。
 
  航天科技集团五院飞行试验器系统副总设计师张伍说,服务舱将陪同返回器一起飞向月球,围着月球绕半圈。这一过程中,由服务舱给返回器供电,并负责对其测控。把返回器“送”到再入走廊入口后,服务舱将与之分离,返回器建立独立工作状态飞回地球。
 
  返回时将面临艰巨挑战
 
  深空探测从来没有康庄大道。杨孟飞说,“舞娣”此行困难重重,尤其在返回时将面临艰巨的挑战。她回到地球时速度将达到大约每秒11.2公里,与大气摩擦产生的热量会严重威胁她的安全。
 
  探月工程三期副总设计师郝希凡说,这次任务是我国首次采用半弹道式跳跃的返回方式,返回器进入大气层后将受控跃起,经过滑行再次进入大气层并飞向落区。但这种方式对控制精度提出了极高要求,返回器如果“跳”得过高会偏离落区,“跳”不起来则可能直接坠入大气被烧毁。然而距地面60—90公里的高层大气变化无穷,受到黑天白夜、太阳风、地磁场等多种因素影响,大气变化误差很大,需要制导导航与控制系统具备很大包容性。
  
  张伍说,返回器和大气相互作用复杂,跳跃时外形会有多大变化,进入大气后会烧蚀到什么程度,这要在气动、热防护设计上有准确的分析计算。此外,在太空飞行时电子设备需高效散热,返回时又要防止热量进入,这种矛盾要在热传导设计上解决。
 
  杨孟飞表示,科研人员巧妙设计了“舞娣”娇小外形和强健体魄,在新产品、新技术、新工艺上下足了工夫,给她装备了更轻、耐热性更强的“霓虹羽衣”,力求为其保驾护航。

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“舞娣”素描——揭秘探月工程三期飞行试验器
发布时间:2014-10-24 来源: 科技日报  字号:

  嫦娥三号任务圆满完成后,我国探月工程进入“绕、落、回”规划的第三步。24日,接过“接力棒”的探月工程三期再入返回飞行试验器在西昌卫星发射中心成功发射,开启了我国探月的新征程。
 
  与此前“出阁”的三位“嫦娥姑娘”一样,飞行试验器也备受“娘家人”的喜爱。中国航天科技集团五院嫦娥五号总指挥、总师顾问叶培建院士给她取名为“舞娣”。
 
  在此,科技日报将为您揭开“舞娣”的神秘面纱。
 
  娇小的“女汉子”
 
  “舞娣”由服务舱和返回器两部分组成。其中服务舱重达2000多千克,以嫦娥二号卫星平台为基础进行适应性改进设计,主体结构是规则立方体,外部装有太阳翼、天线、推进器、照相机、敏感器等;返回器重300多千克,继承了神舟飞船返回舱的外形,大小却只有其八分之一左右。它与探月三期正式任务中返回器的状态基本一致,全部电子设备都装在内部。
 
  航天科技集团五院嫦娥五号飞行试验器总指挥、总师杨孟飞介绍,“舞娣”有结构、热控、制导导航与控制等11个分系统。
 
  与神舟飞船相比,“舞娣”身形娇小,却威风凛凛。她的服务舱被金色多层材料包裹,返回舱呈银色,加之科研人员为她量身定制的各类“钢筋铁骨”,把她装扮成了身披“白衣金甲”的“女汉子”。
 
  任务全程经历6个阶段
 
  按计划,我国将于2017年前后发射嫦娥五号探测器,实施月球无人自动采样返回。其中月地返回、半弹道跳跃式高速再入返回、返回器气动外形设计、返回器防热设计、半弹道跳跃式再入制导导航与控制、轻小型化回收着陆等技术难点是决定任务成败的关键。为验证这些无法在地面模拟试验的技术,“舞娣”成为了开路先锋。
 
  中国探月工程副总指挥、国防科工局探月与航天工程中心主任刘继忠介绍,“舞娣”这次出征共约8天,要经历起飞入轨、地月转移、近月转向、月地转移、返回再入和着陆回收6个阶段。
 
  航天科技集团五院飞行试验器系统副总设计师张伍说,服务舱将陪同返回器一起飞向月球,围着月球绕半圈。这一过程中,由服务舱给返回器供电,并负责对其测控。把返回器“送”到再入走廊入口后,服务舱将与之分离,返回器建立独立工作状态飞回地球。
 
  返回时将面临艰巨挑战
 
  深空探测从来没有康庄大道。杨孟飞说,“舞娣”此行困难重重,尤其在返回时将面临艰巨的挑战。她回到地球时速度将达到大约每秒11.2公里,与大气摩擦产生的热量会严重威胁她的安全。
 
  探月工程三期副总设计师郝希凡说,这次任务是我国首次采用半弹道式跳跃的返回方式,返回器进入大气层后将受控跃起,经过滑行再次进入大气层并飞向落区。但这种方式对控制精度提出了极高要求,返回器如果“跳”得过高会偏离落区,“跳”不起来则可能直接坠入大气被烧毁。然而距地面60—90公里的高层大气变化无穷,受到黑天白夜、太阳风、地磁场等多种因素影响,大气变化误差很大,需要制导导航与控制系统具备很大包容性。
  
  张伍说,返回器和大气相互作用复杂,跳跃时外形会有多大变化,进入大气后会烧蚀到什么程度,这要在气动、热防护设计上有准确的分析计算。此外,在太空飞行时电子设备需高效散热,返回时又要防止热量进入,这种矛盾要在热传导设计上解决。
 
  杨孟飞表示,科研人员巧妙设计了“舞娣”娇小外形和强健体魄,在新产品、新技术、新工艺上下足了工夫,给她装备了更轻、耐热性更强的“霓虹羽衣”,力求为其保驾护航。

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