嫦娥五号地月转移阶段有何不同?


11月24日凌晨4点30分,嫦娥五号顺利发射升空,当晚即实施第一次中途轨道修正。虽说此前我国已经实现了月球正面和背面软着陆和巡视探测,可以说对于着陆月面来说已经积累了比较丰富的经验,但此次轨道修正仍有许多新变化。
像“糖葫芦”一样飞行
首先,嫦娥五号的任务目标是软着陆并采集月壤返回地球,因此它的探测器构成就与嫦娥三号、嫦娥四号有很大不同。它由前者的着陆器、巡视器的组合转变为轨道器、返回器、着陆器、上升器四器串联的构型,犹如一串糖葫芦,随之而来的则是飞控方面的更多挑战。

飞行器数量增多和频繁的姿态变化,导致轨道器、返回器、上升器和着陆器之间的遥测和数据传输模式明显增加,高达几十种。
此外,探测器的飞行模式也有多种组合,存在四器组合体、着上组合体、轨返组合体等各种形态,任务全程更要经历多种飞行姿态和数十次姿态调整,这都需要精心设计飞控指令计划、测控网工作计划以及测控站点频设置等。
要想精准操控好这“一串”飞行器目标,遥控指令和注入数据类型多,在任务准备实施过程中,需生成会签大量控制计划及注入数据,在数据管理、处理等方面更考验了北京中心对航天器指挥控制的能力。

3000牛发动机点火修正
在嫦娥三号、嫦娥四号任务中,位于探测器最下端的是着陆器,它所携带的是7500牛变推力发动机,而此次则是轨道器位于最下端,它使用的发动机是3000牛,这也是我国首次使用3000牛发动机进行近月捕获控制。在第一次中途修正时,我们在修正轨道的同时还要兼顾对3000牛发动机点火试喷,这与此前的任务有所不同。
但这一构型同样也为后续的飞控任务增加了难度,在嫦娥三号、四号任务中,动力下降时使用的是7500牛发动机,在着陆前的轨道修正中已经对这一发动机进行过开机试喷,因此飞控团队更能在动力下降控制前掌握发动机的状态。但在嫦娥五号任务中,7500牛发动机在此前的中途修正和近月制动中从未使用过,它是否运行良好并且完成动力下降控制任务还无法直接判断,因此应急处置的要求更高了。

目前,地面飞控中心将根据第一次中途修正后精确轨道计算数据,决定是否进行地月转移过程的后续轨道控制,以确保探测器瞄准目标环月轨道继续飞行。
作者:宋星光