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地大教授肖龙参与嫦娥五号探月工程计划 为成功“上月挖土”模拟月壤近10年

来源:湖北日报  日期:2020-11-25   编辑:黄梦田   字号:TT

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摘要:嫦娥五号迈出了中国探月工程“绕、落、回”的关键一步,计划目标是实现月面自动采样并成功返回。人类已经有四十多年没有从月面采集月壤和月岩等宝贵样品了,这也是我国探月工程最复杂、难度最大的任务之一。

湖北日报讯 (记者龚雪、通讯员庞伟红)11月24日凌晨4时30分,我国在海南文昌航天发射场,用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器,顺利将探测器送入预定轨道,开启我国首次地外天体采样返回之旅。记者从中国地质大学(武汉)获悉,该校行星地质学教授肖龙参与了“嫦娥”系列探测任务和科学研究,作为嫦娥五号钻取子系统飞控专家组成员参与此次计划。

“月面采样能否成功的关键因素之一,是要了解月壤的性质,并研制出与实际月壤性质较为相似的模拟月壤,用于采样工程技术验证。”肖龙教授介绍,其团队近10年为“嫦娥”系列任务,提供了近100吨的模拟月壤。近期他们还研制了用于材料加工(如3D打印)的模拟月壤,以及模拟火星土壤等,为月球基地建设、火星探测、地外资源利用等提供支撑。肖龙教授团队全面调研了“阿波罗载人登月计划”采集的月壤样品性质,获得了实际月壤的相关参数,以及随深度变化的月壤剖面结构。根据实际月壤的可能状态和月面低重力的工作环境,选取了多种与月壤性质较为相似的地球岩石,选择特定的工艺,对岩石进行破碎加工,制造出成分、颗粒形态等都与实际月壤相似的原料,经过大量试验和迭代,研制了不同密度、不同级配、不同成分等十多个系列的模拟月壤,被工程单位用作地面钻探试验,确定各项钻探参数,再根据这些参数设定月面钻探取样的工作模式。

肖龙教授还参与了嫦娥五号科学目标的论证和采样点的选址工作。嫦娥五号探测器将在月球正面最大的月海风暴洋北部吕姆克山脉附近着陆,此地从未有其他国家的探测器到访过。为什么选择此处采样?肖龙表示,着陆点的选址最主要考虑两点,一是工程的安全性,二是要有重要的科学价值。工程方面,主要考虑地形、地貌、坡度、光照和通讯条件等因素。科学方面,着陆点要远离以往着陆采样区,还要有与以往不一样的样品,能够回答以往没有解决的科学问题。吕姆克山东部区域,有月球上最年轻的火山岩,样品的研究意义很大。

据介绍,中国地质大学(武汉)李大佛教授团队和段隆臣教授团队也曾参加了部分钻探方案设计和钻探模拟试验等工作。据悉,嫦娥五号迈出了中国探月工程“绕、落、回”的关键一步,计划目标是实现月面自动采样并成功返回。人类已经有四十多年没有从月面采集月壤和月岩等宝贵样品了,这也是我国探月工程最复杂、难度最大的任务之一。

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航天42所助力“长五”送“嫦五”出征

湖北日报讯 (记者许旷、通讯员席玲)11月24日,长征五号遥五运载火箭在文昌航天发射场点火升空,成功将探月工程嫦娥五号探测器送入预定轨道。

此次任务是长征五号运载火箭第二次应用型发射。继圆满完成天问一号探测任务后,中国航天科技集团有限公司四院42所研制生产的消氢点火装置、“正推火箭”推进剂,再次为长征五号发射全力护航。

航天42所系统中心主管设计师王相宇在现场负责消氢点火装置的安装,亲历整个发射过程。

“看到‘长五’顺利升空,悬着的心放下来了!”王相宇激动地说。

长征五号作为我国目前运载能力最大的火箭,采用大推力的氢氧发动机。发射前,排放的低温氢气很容易发生爆炸,导致星箭俱毁。42所专门为此研制消氢点火装置,能在火箭发射前2、3秒内点燃“第一把火”,确保成功发射。

据航天42所系统产品开发中心主任邓康清介绍,消氢点火装置的原理就是利用高温、高速燃气金属粒子流,将大量氢气在其未达到可爆浓度前先行消除。他们研发的消氢点火装置不仅能够“准时、准确”点火,待消除氢气后又能及时“熄火”。这样的技术设计,能承受火箭发射时产生的高热流冲击,且具有防爆功能,避免装置万一失效可能引起的安全事故。

据悉,长征五号运载火箭芯一级和芯二级成功分离的动力源,是42所研制的“正推火箭”推进剂。

“该固体动力源采用新型配方材料,具备低燃速、低残渣的特点,能够确保发动机产生强大推力的同时,不对火箭芯二级箭体产生损伤,比同类发动机更加绿色环保。”邓康清说。