12月3日23時10分,由航天科技集團(tuán)五院抓總研制的嫦娥五號探測器的上升器3000N發(fā)動機(jī)工作約6分鐘,成功將攜帶樣品的上升器送入到預(yù)定環(huán)月軌道。這是我國首次實(shí)現(xiàn)地外天體起飛。
▲嫦娥五號上升器發(fā)動機(jī)點(diǎn)火瞬間
(來源:國家航天局)
在地面發(fā)射火箭有發(fā)射場系統(tǒng)和保障團(tuán)隊,點(diǎn)火起飛位置和姿態(tài)可以精準(zhǔn)測算,保障措施齊全。但月面起飛完全不同,沒有“地勤”支持,一切都靠自己,且必須一次成功,難度極高。起飛時,著陸器就是上升器的“發(fā)射塔架”。雖然落月過程中,通過地形相機(jī)和智慧的算法保證了“發(fā)射塔架”的傾斜角度在允許的范圍內(nèi),但上升器必須自主確定自身姿態(tài)和位置。
▲嫦娥五號著上組合體實(shí)現(xiàn)月面國旗展開模擬圖
點(diǎn)火起飛前,著上組合體實(shí)現(xiàn)月面國旗展開以及上升器、著陸器的解鎖分離。此次國旗展開是我國在月球表面首次實(shí)現(xiàn)國旗的“獨(dú)立展示”。上升器在起飛前數(shù)小時進(jìn)入準(zhǔn)備程序。嫦娥五號的飛控團(tuán)隊根據(jù)之前獲得的著陸器的著陸時刻、上升器的姿態(tài)和位置等數(shù)據(jù),計算上升器起飛時間、姿態(tài)軌道調(diào)整參數(shù)等,并遠(yuǎn)程注入上升器GNC系統(tǒng)中心控制單元。
到了預(yù)定的起飛時刻,主發(fā)動機(jī)自行點(diǎn)火,上升器起飛。在起飛的最初一小段距離,上升器是不進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整的,之后會根據(jù)之前收到的參數(shù)迅速調(diào)平,并開始豎直上升,到達(dá)一定高度后上升器在GNC系統(tǒng)的指揮下,在主發(fā)動機(jī)和姿態(tài)控制發(fā)動機(jī)的共同作用下開始按照既定程序拐彎,并以一定角度轉(zhuǎn)入軌道入射段,經(jīng)過一段飛行后,上升器進(jìn)入交會對接初始軌道。
▲嫦娥五號上升器模擬圖
上升器在月面逗留期間,軌道器和返回器組合體環(huán)月飛行,在地面控制下已完成了4次調(diào)相控制(調(diào)整軌道)及支撐艙分離,在環(huán)月圓軌道上等待上升器到來。
上升器在進(jìn)入交會對接初始軌道后,啟動交會對接程序,之后要進(jìn)行多圈的飛行,完成4次遠(yuǎn)程導(dǎo)引,來到軌道器和返回器組合體斜上方位置,準(zhǔn)備實(shí)施交會對接,開始浪漫的“太空牽手”。