真是惊心动魄,听人民科学家叶培建院士讲述嫦娥四号堪称史诗般的紧急救援故事,绝对比当年阿波罗13号的紧急救援更精彩更牛叉。了解美国登月史的都知道,1970年,阿波罗13号在奔月途中,服务舱氧气罐突发爆炸,后在地面人员和航天员的通力配合下,才最终化解危机,让宇航员们得以生还重返地面。
无独有偶,前两天叶培建院士在央视访谈节目中,也透露了嫦娥四号奔月过程中的一起突发事故(详情可见动图字幕里叶院士的亲口解说)——同样是已经发射升空后发生的事故,同样是在奔月途中,不过,这次嫦娥四号却是主变推力发动机燃料意外泄露了20公斤。 要知道,20公斤燃料损失量已经远超嫦娥四号的推进制设计余量,更严重的是由于一侧燃料完全损失,导致嫦娥四号重心发生偏移,在奔月过程中还得消耗更多燃料去调姿取得平衡。
本来的登月方案和轨道都是经过严格计算和论证的最优解,现在由于燃料缺失,登月任务看来就要化为泡影——计算发现,即使把每个阶段的燃料预留余量都拿出来,还差将近10公斤燃料。最后,只能冒险一试,重构登月轨道,从事关着陆安全的动力下降燃料中再抠出10公斤。有心人都知道,印度的月船二号在登月下降过程中就是因为没有变推力发动机,主发动机推力又不够,才导致最终硬摔在月球上的。
幸亏我们的航天专家们技高一筹,在故障通报后不到2小时,就拿出了一套初步可行的应急轨道重构方案。然后不断优化,持续减少控制量,最后甚至不得不取消了嫦娥四号7500N变推力主发动机开机进行推力标定的步骤——本来嫦娥四号原来是直接进入100km圆轨道,后来改成了在地月转移轨道飞行段,推进系统只使用8台150N发动机进行1次中途修正轨道调整,然后再由7500N主发动机完成减速近月制动,进入200km×400km 的环月轨道。
在环月飞行段也只使用150N发动机进行变轨,让探测器进入15km×100km 的环月轨道,且在两次降轨的过程中都只使用了单侧储箱供给燃料,这才让嫦娥四号在动力下降前还剩余了3kg燃料。最后就是靠这点燃料保障了嫦娥四号最终在月背成功着陆。
特别值得一提的是,尽管进行了大量的轨道重建,嫦娥四号到达冯卡门撞击坑上空的时间和原计划相比,也仅仅相差了19秒。嫦娥四号最终度过重重危机,让一项看似已经不可能完成的任务起死回生,这一点无论如何都要比当年的阿波罗13号高明得多了。
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