嫦娥三号探测器的技术突破

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月球表面无大气，因此，嫦娥三号无法利用气动减速的方法着陆，只能靠自身推进系统减小约1.7公里每秒的速度，在此过程中探测器还要进行姿态的精确调整，不断减速以便在预定区域安全着陆。为了保证着陆过程可控，研制团队经过反复论证，提出“变推力推进系统”的设计方案，研制出推力可调的7500N变推力发动机，经过多次点火试车和相关试验验证，破解着陆减速的难题。

7500N发动机主要技术指标

真空推力：8250N至1200N

真空比冲：3028N s/kg(309S)

混合比：1.65% ±2%

起动次数：大于30次

工作时间：累计工作时间大于4000S，单次最长工作时间:大于2000S

起动和关机响应：<400ms和<200ms

外形尺寸：830mm*1460mm

结构质量：39kg 中国空间技术研究院着陆器GNC（制导导航与控制）系统主任设计师介绍，探测器动力下降过程是一个时间较短、速度变化很大的过程，无法依靠地面实时控制。对此，GNC系统设计了专门的敏感器，进行对月测速、测距和地形识别，确保探测器在着陆段自主制导、导航与控制。

所用设备：自主导航的惯性测量单元(IMU)、激光测距敏感器、微波测距敏感器、微波测速敏感器、光学成像敏感器、激光三维成像敏感器、图像数据处理计算机、水平机动推力器。

避障程序：接近段,悬停段、避障段、缓速下降段。

结论：着陆器自主避障精度优于1.5m。运载火箭系统的主要任务是研制长征三号乙改进型运载火箭，在西昌卫星发射中心，将嫦娥三号探测器直接发射至近地点高度200公里、远地点高度约38万公里的地月转移轨道。

编号：长征三号乙增强型遥23号

级数：三级火箭

助推器：4个

高度：54.8米

直径：3.25米

起飞重量：459吨

有效载荷：3780公斤（地月转移轨道）

可靠性：0.942

总设计师：姜杰测控系统的主要任务是运载火箭、探测器在各飞行阶段及探测器在月面工作阶段的测控、轨道测量与确定、月面目标定位以及落月后着陆器和月面巡视器的控制。该系统主要由运载火箭测控网，S频段航天测控网、深空测控网、甚长基线干涉VLBI测轨分系统和国际联网测控站组成。测控系统新建喀什35m、佳木斯66m深空测控站及遥操作系统，首次主用X频段对探测器进行测控。

嫦娥三号地月转移轨道

2013年12月2日01:49:00

半长轴：191038 km

偏心率：0.965512

倾角：28.5 deg

升交点赤经：335.289 deg

近地点幅角：146.92 deg

真近点角：17.6508 deg 地面应用系统的主要任务是：根据科学探测任务，研究提出有效载荷配置需求；制定科学探测计划和有效载荷运行计划，监视着陆器和巡视器有效载荷的运行状态，编制有效载荷控制指令和注入数据，完成有效载荷运行管理；使用北京密云50m和云南昆明40m口径两个地面站并行工作，同时接收着陆器和巡视器的下行探测数据，进行本地储存和备份；对科学探测数据进行处理、解译，组织开展科学应用研究；受探月与航天工程中心委托，管理科学探测数据并按规定分发数据产品。

截止2020年12月，世界上有三个国家完成月球采样返回，分别是美国、俄罗斯和中国，我国是近期实现月球采样返回的。

中国即将于发射嫦娥五号航天器，将会在月球表面挖起约2公斤的表面物质，并由返回器带回地球。20世纪六七十年代，美国和苏联先后实现有人和无人月球采样返回。美国实施的是有人采样方式，在6次登月计划中采样量达380多公斤；苏联实施了3次无人采样方式，共采集月壤300余克。

12月3日23时10分，嫦娥五号上升器点火起飞，携带月壤进入预定环月轨道，实现我国首次地外天体起飞。此前，嫦娥五号探测器经过约19小时月面工作，顺利完成月球表面自动采样。随后，上升器将把样品转移到返回器，返回器将等待合适的月地入射窗口，做好返回地球的准备。

扩展资料：

截至2020年12月2日凌晨4时53分，嫦娥五号着陆器和着陆器已完成探月取样和封装工作。然后，机械臂台面采集装置开始在月球表面自动采样和打包。

12月2日22时，嫦娥五号已成功完成月球表面自动采样，样品包已按预定形式存储在立管携带的存储设备中。

为了确保月球样品在返回地球时保持真空密封，并免受外界环境的影响，探测器将样品密封在月球上。为了顺利完成取样任务，着陆器随身携带钻取取样装置、工作台取样装置、工作台主包装装置和密封包装装置等“人工制品”。

中国航天科技集团公司第五研究院的嫦娥五号探测系统副总设计师彭晶说，这个机械臂可以被看作是一种类似于人手的装置，手腕关节处有两个采样装置，很像挖掘铲。

钻探工具可钻入月球内部，钻取月球土壤核心。采用深钻、浅钻、铲土、挖土、夹土等方法采集并密封月球土壤样品。

人民网-嫦娥五号将获取月球样品返回地球

人民网-嫦娥五号完成月面采样，首次在地外天体点火起飞今别月宫去采得月壤归（科技自立自强·逐梦深空）

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