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中科院院士欧阳自远:嫦娥五号今年去月球,将有专船接回

2019-08-17 10:18:05

欧阳自远指出,嫦娥五号将实现4个重大首次的突破,即首次在月球表面自动采样;首次从月面起飞;首次在 8万公里外的月球轨道上进行无人交会对接;首次带着月壤以接近第二宇宙速度返回地球。 科技日报记者 张佳星

“今年,我们将要发射嫦娥五号,软着陆在月球上,随后取样返回。”7月5日2019软件定义卫星高峰论坛上,中国科学院院士欧阳自远介绍了嫦娥五号任务的全过程和关键节点。

12项核心技术,全部突破

地球距离月球平均距离为 8.44万公里,要降落、取样,还要回来,艰难程度远超“三藏取真经”。

“会有一大堆的技术难题,目前全部突破了。”欧阳自远说,嫦娥五号一定能安全返回。他介绍,嫦娥五号目前实现突破的核心技术包括:运载发射、地月转移、近月制动、环月飞行、月面下降、月面采样、月面上升、交会对接、环月等待、月地转移、轨道分离、再入回收12个部分。

欧阳自远指出,嫦娥五号将实现4个重大首次的突破,即首次在月球表面自动采样;首次从月面起飞;首次在 8万公里外的月球轨道上进行无人交会对接;首次带着月壤以接近第二宇宙速度返回地球。

去程:在哪起飞,在哪着陆

“整体载荷8.2吨,会采用新运载火箭,在海南文昌发射中心发射。”欧阳自远说,8.2吨是比较重的载荷,担任嫦娥火箭发射任务的长征五号火箭总长56.97米,起飞重量86 吨,箭体直径5米,将捆绑4个助推器。

据科技日报记者了解,此次嫦娥五号的在月面着陆的地方是在月球正面。“我们选择的着陆点距离美国‘阿波罗计划’6次的着陆点有较远的距离,距离大概1000多公里之外,那里会有新的现象、会有新的发现。”欧阳自远说。

嫦娥 号开始的月面软着陆的实施,为嫦娥五号的着陆积累了丰富的经验。

软着陆,实际上是人工智能的自主决策。“探测器非常聪明,它会一直晃来晃去的拍照,琢磨这个地点安全不安全,如果4个点不能在一致的水平面上,是会翻车的。”欧阳自远说,它一直在计算、挑剔,边走边找,最后作出判断和决策。

为什么不拍个照片让地球上的人确定落在哪呢?“人来不及帮它判断。”欧阳自远解释:一张照片,传到地球需要1. 秒,收到后再花几秒钟种判断“哦,这里不行,再找”,再的指令传给它又要1. 秒。

科技日报记者了解到:嫦娥 号的实践证明,人工智能自主决策的方法能够做到探测器的四条腿安全的落在一个水平面上,安全着落。嫦娥4号又根据月球背面山多的特点做了调整,但都完成了视频获取月面数据,进行自主决策,选择落月点的任务。

工作:钻取月壤,无污染封装

“到了月球以后,探测器会用电铲铲取土壤,另外自动打钻取岩芯。”欧阳自远说,全部的样品会放在最顶上的返回舱里,进行无污严密封装。

嫦娥五号的采样方式是复合式的,搭载了深孔钻取式采样器和铲挖式复合功能采样器联合完成采样。

这一钻探过程在实验室进行了反复的试验。人们对月表之下情况不得而知,很可能遇到坚硬的巨石,也可能是松软的土壤,或者其他不同含量矿物质,机器零部件的运动磨损和热胀冷缩情况都不同,地面实验室想象了各种不同的工况,通过模拟月壤情况对嫦娥五号的采样器进行验证,检测钻井过程遇到阻力时的状况,将可靠性提升到最高。

返程:AI控制,专船接回

“采样结束后,它还回不到地球。”欧阳自远说,它不可能在来到月球时就携带足够返回的燃料。

上升器将在月球表面进行首次月面起飞,但只能进行短距离的飞行。“只有一个办法,进入月球后,会有一条‘飞船’在月球空间等候跟它交会对接,并转移月壤。”欧阳自远说,它们的对接,将是“针尖”对“针尖”的对接,地球上根本无法提供数据和测控支持,看都看不见。

交会对接的过程需要依靠嫦娥五号自己来完成。嫦娥五号会有一个“大脑”和一双“眼睛”。测量敏感期像“眼睛”一样提供精确的信息,嫦娥五号的智能大脑将完成自主控制。

对接后的返回舱回到地球,会遇到大气层的高速摩擦。“速度太高了,一定会烧掉,要想想办法。”欧阳自远说,这个办法和“打水漂”的原理相似,即让返回舱在大气层上层弹跳出去再回来,速度的下降后在进行大气层的穿行。据科技日报了解,相关的返回技术已经得到验证。我国在2014年发射的嫦娥五号探月试验飞行器,成功验证了跳跃式弹道技术。

“通过环月卫星探测、月面软着陆探测与月球车勘察、月面软着陆探测与采样返回的实施,为我国载人登月和月球基地建设积累经验和技术。”欧阳自远总结道,在此基础上,人类将开启重返月球的新征程,并孕育出月球科学的新突破,最终形成人类开发利用月球的能力。

来源:科技日报图片来自中国科学院院士欧阳自远现场报告内容及会务组提供

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