嫦娥五號衛星

嫦娥五號衛星

嫦娥五號月球探測器簡稱嫦娥五號,是負責嫦娥三期工程"採樣返回"任務的中國首顆地月採樣往返探測器。也是"繞,落,回"中的第三步。

嫦娥五號計畫于2018年前後在海南文昌衛星發射中心發射。它將由軌道器返回器、著陸器等多個部分組成,由于體積龐大,故將使用中國新一代的重型運載火箭-長征五號發射。

嫦娥五號月球探測器將在發射成功後自動完成月面岩石採集,並從月球起飛,返回地球。

  • 中文名稱
    嫦娥五號衛星
  • 外文名稱
    Chang'e 5 detector
  • 主製造商
    中國空間技術研究院
  • 環繞對象
    月球
  • 發射地點
    海南文昌衛星發射中心
  • 所屬工程
    嫦娥三期工程“採樣返回”

基本簡介

嫦娥五號,是負責嫦娥三期工程“採樣返回”任務的中國首顆地月採樣往返衛星。它將由軌道器、返回器、著陸器等多個部分組成。其中著陸器將進行月面軟著陸,並自動進行月面採樣、樣品封裝等操作,將樣品由著陸器的上升段攜帶升空進入月球軌道,與環月軌道上的軌道器對接,將樣品轉移到返回器部,最後軌道器攜帶返回器點火機動,從環月軌道直接返回地球,返回器將在再入大氣層前分離,最後降落在中國北方的內蒙古草原上。

嫦娥五號衛星嫦娥五號衛星

從嫦娥五號的復雜設計方案看,嫦娥五號完全就是無人版的阿波羅登月,嫦娥五號預計2018年左右就要使用長征五號火箭發射,嫦娥五號取樣返回的復雜性和先進性在已有和正在研製中的深空探測器裏是空前的。嫦娥五號可以攜帶約2千克樣本返回地球,這是使用復雜的月球軌道對接設計的結果,之前的蘇聯Luna 16探測器整體落月,最終取回樣品僅有100克。

歷史

2009 年,中國在探月二期工程實施的同時,為銜接探月工程一、二期,兼顧中國未來載人登月和深空探測發展,中國正式啓動了探月三期工程的方案論證和預先研究。三期工程于2011 年立項,任務目標是實現月面無人採樣返回。工程規劃了2 次正式任務和1 次飛行試驗任務。分別命名為嫦娥五號、嫦娥六號和高速再入返回飛行試驗任務。其中,嫦娥五號探測器是我國首個實施月面取樣返回的航天器。

主要任務

嫦娥五號和六號(預計中嫦娥五號的備份)將共同完成中國探月工程“回”的任務,即實現月球採樣後自動返回。

著陸區探測

嫦娥五號的第一個科學目標是開展著陸點區的形貌探測和地質背景勘察,獲取與月球樣品相關的現場分析資料,建立現場探測資料與實驗室分析資料之間的聯系。主要包括:

嫦娥五號任務嫦娥五號任務

著陸區的地形地貌探測:採樣點周圍形貌與結構構造特征;撞擊坑的形貌、大小與分布等。

物質成分探測:採樣點的物質成分特征;月壤物理特徵與結構;月殼淺層的溫度梯度探測等。

月球樣品分析

第二個科學目標是對返回地面的月球樣品進行系統、長期的實驗室研究,分析月壤與月岩的物理特徵與結構構造、礦物與化學組成、微量元素與同位素組成、月球岩石形成與演化過程的同位素年齡測定、宇宙輻射與太陽風離子與月球的相互作用、太空風化過程與環境演化過程等,深化月球成因和演化歷史的研究。

月球採樣任務

2013年12月28日,嫦娥三號探測器系統副總指揮兼副總設計師、上海航天技術研究院研究員張玉花透露,嫦娥五號計畫在2017年—2018年擇機發射,它將從月面採兩公斤樣本返回。這將是我國第一次採樣、封裝在月球上採集到的東西。

攜帶設備

為了完成科學方針,嫦娥五號將搭載多種有用載荷,主要包含下降相機、光學相機、月球礦物光譜闡發儀、月壤氣體分析儀、月壤布局探測儀、採樣剖面測溫儀、岩芯鑽探機和機器取樣器等。

嫦娥五號還將帶著“四件套”升空,分別是月球著陸探測器、月面巡視器、月面上升器和軌道返回器。

採樣方面,不僅要採獲月球表面的月土,還要打孔,從2米底下的月球土層中取出不同深度的材料,拿回地球,因此嫦娥五號上還將攜帶鑽機。

功能創新

嫦娥五號和嫦娥三號相比其中一個巨大跨越是嫦娥五號由4個器組成,著陸器、上升器、軌道器、返回器,4個器加起來質量很大,全部的所有發射場都已發射不了,必須要到新增的海南發射場發射,還要用新研製的長征五號發射。

嫦娥三號探測器系統首席科學家、中國科學院葉培建院士介紹,為了解決落點的問題,為了解決載陸角以調整沖擊力的問題,這一次並不是直接返回,而是分離進入大氣層到60公裏時將再跳回到宇宙當中去,再跳回大氣層,然後再回來。這是一個很大的創新。

發射時間

最早有望2017年發射(按照嫦娥工程計畫2017年~2020年發射),有極大可能于2018年發射。

國防科工局新聞發言人吳志堅16日在京表示,我國嫦娥五號月球探測器預計于2017年前後完成研製並擇機發射。

吳志堅在國務院新聞辦公室16日舉行的新聞發布會上表示,嫦娥三號任務成功後,我國探月工程將轉入三期,主要目標是實現無人自動採樣返回。執行這一任務的嫦娥五號研製進展順利,預計于2017年前後完成研製並擇機發射。

研製進程

研發進度

2012年,媒體報道稱,嫦娥五號探測器著陸器的變推力發動機、交會對接微波雷達和雷射雷達的研製都在緊張進行中,著陸器上升段和軌道器所使用的3000牛發動機首次整機試車圓滿成功,已經轉入初樣研製階段。

嫦娥五號原預計發射時間為2017年(按照嫦娥工程計畫2017~2020年發射),預計發射地點為海南文昌航天發射場。

預計發射時間

嫦娥五號原預計發射時間為2017年(按照嫦娥工程計畫2017~2020年發射),預計發射地點為海南文昌航天發射場。

2013年12月9日,嫦娥五號探測器副總指揮張玉花說,嫦娥五號預計將于2018年左右發射。

停止研發的傳聞

2013年12月2日1時30分,嫦娥三號在西昌衛星發射中心發射成功。

2013年12月6日,媒體援引上海航天技術研究院匿名人士訊息稱,中國對探月工程,乃至整個航天規劃有重大調整,原來進行的載人登月準備工作暫緩。探月計畫是“嫦娥三號”達到落月;由于“嫦娥四號”已經投產,也將如期發射,未來將完成模擬載人登月,進行採樣,然後返回地球;預計的“嫦娥五號”將停止研發。探月計畫告一段落。

探月工程權威專家否認了上述傳聞。工程總設計師吳偉仁在嫦娥三號發射前曾透露,嫦娥五號研製進展順利,它將由我國新一代大推力火箭長征五號在海南文昌發射。

嫦娥五號探測器副總指揮張玉花同樣表示,嫦娥五號正在加緊研製,官方從未對外宣布取消嫦娥五號發射的訊息。

飛行試驗器運抵發射場

2014年將發射嫦娥五號的試驗器,用于驗證飛行器能否從月球軌道順利返回,並降落在預定的位置。這是2017年實現探月無人採樣返回的最重要的試驗。

嫦娥五號衛星

2014年年發射的試驗器,是2017年以前探月工程最後一個太空試驗,因為這項試驗風險太大,且沒法在地面

進行模擬。而其餘例如在月球表面取樣,在地球上起飛等,都通過在地面上做模擬試驗的方法來驗證可靠性。

2014年8月10日,執行探月工程三期再入返回飛行試驗任務的飛行試驗器從北京運抵西昌青山機場,隨後轉運至西昌衛星發射中心,逐步開展相關測試和試驗。

2017年嫦娥五號發射將使用海南文昌發射基地,發射基地周圍還將建造一座文化公園。

試驗器

2014年3月,嫦娥三號探測器系統首席科學家葉培建院士表示,2014將發射嫦娥五號的試驗器,用于驗證飛行器能否從月球軌道順利返回,並降落在預定的位置。這是2017年實現探月無人採樣返回的最重要的試驗。

2014年嫦娥五號試驗器的任務,就是將軌道器和返回器的組合體送入月球軌道,再讓組合體返回地球。組合體在距離地球幾千公裏的太空中會分離,返回器會按照嫦娥五號將要走的路,回到地球,而軌道器就“不要了”,變為太空垃圾。將組合體送入太空的工作將在西昌完成。

高速返回地球,而且溫度很高,是兩個難點,這需要相當復雜的控製系統。2014發射的試驗器,是2017年以前探月工程最後一個太空試驗,因為這項試驗風險太大,且沒法在地面進行模擬。而其餘例如在月球表面取樣,在地球上起飛等,都通過在地面上做模擬試驗的方法來驗證可靠性。月球起飛上升我們從來沒有搞過,但可以地面做模擬實驗,到時候月球上見。

地月合照

2014年10月27日11時30分許,再入返回飛行試驗器飛抵距月球6萬公裏附近,進入月球引力影響球,開始月球近旁轉向飛行。

嫦娥五號衛星

28日凌晨3時許,試驗器到達距月面約1.2萬公裏的近月點,隨後,在北京航天飛行控製中心控製下,飛行試驗器系統啓動多台相機對月球、地球進行多次拍攝,獲取了清晰的地球、月球和地月合影圖像。

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