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        24Nov

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        从古至今,人们都知道月亮会在夜晚悬挂在我们的头顶,而作为地球唯一的一颗非人造的天体卫星,一直以来人们对于月球形成的原因感到好奇,几个世纪以来不断有科学家提出假说。根据计划,嫦娥五号于11月下旬登陆月球,在月球最大的月海风暴洋北缘的吕姆克山附近,并钻取约2米深的月壤岩芯柱,共采取2千克重的月球土壤样品。

        而护送嫦娥五号登月的正是有“胖五”之称的长征五号运载火箭。“胖五”是我国目前起飞规模最大、运载能力最强、技术跨度最大的一型运载火箭,采用3型12台全新研制的大推力发动机,主发动机均采用无毒无污染的推进技术,实现液体运载火箭直径由3.35米至5米的跨越。

        “胖五”身高约57米,起飞重量约870吨,是名副其实的“大力士”。它使我国现役火箭的运载能力提升2.5倍,可一次将16辆小汽车的重量送入太空。有了它,还能把更大更重的飞行器送到深远的太空。

        从30多年前开始启动论证,到20多年前开始预研,10多年前开始立项研制……“胖五”的成长已走过30多年时光。它创造性地使用“液氧煤油”“液氢液氧”低温组合作为火箭发动机推进剂,起飞时发动机燃烧瞬间产生2000多摄氏度的高温以及1000多吨的推力,相当于十几分钟翻越220多座珠穆朗玛峰的高度,不断突破来自“冰与火”的考验。

        可以说“胖五”是中国航天名副其实的“梦想号”。那么即将肩负着月球采样返回的重大航天工程任务的“胖五”,为什么要选择凌晨升空?

        一是便于奔月轨道的设计。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。对于此次发射“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。“胖五”飞向宇宙的时候,正好是地球把太阳光直接遮蔽住,避免有太多太阳辐射对嫦娥五号的影响。太阳活动对于“嫦娥五号”来说是非常复杂和麻烦的,特别是其中爆发的太阳风会干扰其中的电子信号传播,直接影响科研人员对嫦娥五号的操控。

        太阳活动

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        三是晚上的天空云层更少,有利于信号的传播。航天发射工程并不是一件轻松的事情,不像飞机的起航一样简单。“胖五”发射更是一件极其复杂的事情,整个过程中要考虑到方方面面,才能保证“胖五”的成功起航。所以发射的气候成为重中之重。在“胖五”发射之前的很多天,专家们都会对气象进行深入的研究,确保发射的时间段是最佳的天气状况。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“胖五”发射。

        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(其实云层也会阻碍电磁波的传播,影响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”,可更好的利用望远镜等天文设备,将观察到的发射情况来做出总结。如果是白天发射“胖五”的话,强烈的太阳光,使得天文望远镜无法看到“胖五”的具体发射情况,而凌晨的稀薄云层更便于观测。

        “远望”号测量船队乘风破浪,期盼中国声音早日从月背传来!

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        青岛测控站守护

        青岛测控站守护"鹊桥"静候“嫦娥”

        历次“胖五”飞出地球,“5、4、3、2、1,点火!起飞!”随着“01”指挥员雄浑有力的口令,发控台主操作手果断按下发射按钮。伴随着震耳欲聋的轰鸣,金黄色的烈焰从火箭底部喷涌而出,巨大的声响震撼方圆数十里。在烈焰举托下,“胖五“似离弦之箭、向天而去。来自天南海北测控点的一声声报告,接力护送着火箭的一次又一次壮美飞天。地面上的科研人员要对卫星进行实时跟踪。

        由于凌晨整体的环境亮度都比较低,运载火箭喷射着火焰飞向太空的时候非常显眼和突出,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,让地面的探测仪更好的跟踪嫦娥五号,科研人员能够比较明显的看到嫦娥五号运行的轨迹。同时因为晚上的空气比较凉爽,“胖五”的整流罩温度可以更加低,这点也是科学的魅力。

        北京航天飞行控制中心严阵以待

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        除了凌晨的气象条件更加适合“胖五”发射,蓄电池容量是有限的,并非取之不尽用之不竭,所以“胖五”要飞翔宇宙还必须要有太阳的光照。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,使蓄电池可持续的工作。

        连续突破月球环绕探测、月面软着陆探测、月面巡视探测、近第二宇宙速度月地返回、月背探测等一系列世界级月球探测工程难题,不论是月球探测器发射数量亦或者质量,中国都毫无疑问是人类21世纪的探月先锋力量。

        “嫦娥五号”登月设想图

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        接下来我们就翘首期待“胖五”护送嫦娥五号成功登月,带回月壤,开启九天揽月之旅!


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