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“胖五”发射嫦娥五号为何要选在凌晨?

2020年11月24日
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  11月24日凌晨,长征五号遥五运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空,在破晓中划出一道亮丽的金色弧线,经过2200多秒的飞行,成功将嫦娥五号月球探测器送入地月转移轨道,发射取得圆满成功。

  根据计划,嫦娥五号探测器将于11月下旬登陆月球,降落在月球最大的月海风暴洋北缘的吕姆克山附近,采取约2公斤重的月球土壤样品。此次发射正值凌晨破晓时分,中国航天科技集团所属中国运载火箭技术研究院总体设计部型号设计师钱航在接受记者采访时,揭秘了“胖五”选择在凌晨发射嫦娥五号探测器的四点原因。

  一是便于奔月轨道的设计。钱航表示,月球探测与火星探测一样,都属于深空探测,在火箭发射轨道设计上,要考虑到地月相对位置关系,因此相比通信卫星等发射任务,约束条件更多。

  此次发射嫦娥五号探测器,要在满足地球与月球位置关系的限制、火箭射向和滑行时间的约束、探测器地月转移时间、返回器再入航程等条件下,选择最合适的发射时间,也就是确定火箭的发射窗口。经过综合考虑,长征五号遥五火箭在凌晨发射最有利于奔月轨道的设计,可以满足各种约束条件。

  二是减少太阳活动对于嫦娥五号的影响。长征五号火箭飞向宇宙的时候,正好是地球把太阳光直接遮蔽住,避免有过多太阳辐射对嫦娥五号探测器产生影响。

  钱航称,太阳活动对于嫦娥五号探测器来说是非常复杂和麻烦的,特别是爆发的太阳风会干扰电子信号传播,影响地面科研人员对嫦娥五号探测器的操控。

  三是凌晨天空云层更少,有利于信号的传播。航天发射并不是一件轻松的事情,不像飞机起航那样简单。长征五号火箭发射极其复杂,整个过程要考虑到方方面面,才能保证“胖五”的成功起航。因此天气条件成为重中之重。在“胖五”发射前,专家们便对气象进行深入研究,确保发射的时间段是最佳天气状况。

  “凌晨天气状况比较稳定,基本不会出现突然的天气变化,有利于长征五号火箭发射。”钱航表示,云层更少,也就代表云层更薄,这样的条件更有利于信号的传播。厚云层会阻碍电磁波传播,影响地面科研人员对嫦娥五号的控制。

  四是为了方便观测。在凌晨发射“胖五”,可更好地利用望远镜等天文设备,对观察到的发射情况做出总结。如果是白天发射“胖五”,强烈的太阳光使得天文望远镜无法看到“胖五”的具体情况;凌晨的稀薄云层更便于观测。

  由于凌晨整体环境亮度比较低,运载火箭喷射着火焰飞向太空时更为显眼和突出,有利于地面的光学和测量设备跟踪到目标,收集相关信息。“胖五”选择在这个时候发射升空,可以让地面探测仪更好地跟踪嫦娥五号探测器,科研人员能比较明显地看到嫦娥五号的运行轨迹。与此同时,夜晚空气比较凉爽,“胖五”的整流罩温度更低,更能保护整流罩。

  钱航表示,蓄电池容量是有限的,并非取之不尽、用之不竭,因此“胖五”飞向宇宙还必须有太阳光照。凌晨发射“胖五”达到数万公里之后,蓄电池就得以最大的光照夹角获得源源不断的光照能源,使蓄电池可持续工作。

  以上四点原因,让科研人员选择将发射时间定在凌晨。伴随着长征五号火箭发射升空,嫦娥五号正式开启中国首次地外天体采样返回之旅。

编辑:jur
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