“月宮之吻”是什么意思？此次，月宮之吻指的是攜帶著月壤的嫦娥五號上升器與在環月軌道上的軌道器、返回器組合體成功實現交會對接，下面就帶大家來了解一下月宮之吻是如何完成的？ 月宮之吻是什么意思？ 北京時間2020年12月6日凌晨，攜帶著月壤的嫦娥五號上升器與在環月軌道上的軌道器、返回器組合體成功實現交會對接，月壤順利地從上升器轉移到了返回器中。這一38萬公里外的“月宮之吻”是我國首次實現月球軌道交會對接。  月宮之吻是如何實現的？ 人類此前三次無人月球采樣任務，采用的都是月面起飛直接返回地球的方案；而嫦娥五號則是采用具有世界先進水平的月球軌道交會對接技術。 這就需要著陸器托舉上升器實現月面起飛后，飛到月球軌道上，在這里與軌返組合體交會對接，把采集到的月壤轉移到返回器。 經過幾十年的實踐探索，我國在載人航天領域已經熟練掌握了近地軌道交會對接技術，但以往神舟飛船與天宮一號交會對接是在距地球400公里左右的地球軌道上進行的，而嫦娥五號探測器將在距地球38萬公里的月球軌道上完成交會對接，而且無法借助導航衛星的幫助。因此，這次無人交會對接不僅在我國尚屬首次，在人類航天史上也是第一次。  為圓這38萬公里之外的“月宮之吻”，嫦娥五號采取了抱爪式對接。 雖同為“交會對接”，但嫦娥五號采用的對接方式與我們所熟悉的載人航天中神舟飛船與天宮飛行器采用的對接方式，有很大的區別。載人航天使用的對接機構學名叫“異體同構周邊式對接機構”，在對接后可形成一個80公分左右的通道，方便航天員在其中穿行。而與近地軌道的任務不同，月球探測對探測器的質量和空間有嚴苛限制，嫦娥五號的對接機構必須做到小而精，其重量要減小到周邊式對接機構的十五分之一，同時，還要具備樣品容器捕獲、自動轉移功能，重量更輕、精度更高、過程更穩。 “抱爪機構具有重量輕、捕獲可靠、結構簡單、對接精度高等優點。因此，嫦娥五號就采用了抱爪式對接機構，通過增加連桿棘爪式轉移機構，實現了對接與自動轉移功能的一體化，這些設計理念都是世界首創。”中國航天科技集團八院嫦娥五號探測器副總指揮張玉花說。  所謂抱爪，其實形象地說，就像手握棍子的動作，兩個方向一用力，就可以把棍子牢牢地握在手中。探測器采用的對接機構就是由3套K形抱爪構成的，當上升器靠近時，只要對準連接面上的3根連桿，將抱爪收緊，就可以實現兩器緊密連接。 而軌道器和上升器對接完成后，還要進行一個重要動作，就是將上升器上裝有月壤的樣品容器轉移到返回器中。嫦娥五號軌道器技術副總負責人胡震宇透露，連桿棘爪式轉移機構，采用了一個非常巧妙的設計，“我們利用2套倒三角形構型的棘爪，通過4次伸縮，使得容器逐漸移動到返回器中。這個構形很像我們經常使用的扎帶，相連后就只能單方向傳遞，只能前進不能后退。”  捕獲、收攏、轉移，看似簡單的過程，但在38萬公里之外高速運行的飛行器上實現卻遠遠沒有那么簡單。 “月球軌道相對于地球軌道有時延，時間走廊較小，這就對時效性要求非常高，必須一氣呵成完成對接與轉移任務。”對接機構與樣品轉移分系統技術負責人劉仲解釋，“對接全步驟要在21秒內完成，1秒捕獲、10秒校正、10秒鎖緊。為此做了35項故障預案，從啟動開始到交會對接，全部采用自動控制。”八院805所從2011年就開始開展相關技術的攻關和工程研制，以突破輕小型弱撞擊式對接、復雜接口自動樣品轉移、對接與轉移一體化等關鍵技術。“我們甚至在試驗中故意加入小故障，讓對接機構自動判別，進行故障排除，確保整個過程一氣呵成、穩妥可靠。” 不但為探月三期保駕護航，嫦娥五號對接與樣品轉移機構還填補了我國在輕小型對接機構工程化研究領域的空白，將為后續深空探測等任務提供有力支撐。 延伸閱讀： 為什么月亮上沒有聲音？ 為什么要從月球采集土壤？ 為什么有人說看見過“多個太陽和月亮”？ 為什么月球表面有那么多坑？ 為什么我們只能看到月球的一面？ |
