Chang'e Volando hacia la Diosa de la Luna|De la tierra a la luna, el "camino" que tomas es diferente cada vez.
Lo sabemos:
Para que un objeto dé la vuelta a la Tierra una vez, su velocidad debe alcanzar la primera velocidad cósmica de 7,9 kilómetros/segundo;
Para deshacerse de la Tierra Para volar lejos de la Tierra debido a la gravedad, la velocidad debe alcanzar la segunda velocidad cósmica de 11,2 km/s;
Para escapar de la gravedad del sol y volar fuera del sistema solar , la velocidad de un objeto debe alcanzar la tercera velocidad cósmica de 16,7 km/s.
Algunas personas pueden pensar que la sonda Chang'e debería alcanzar la segunda velocidad cósmica antes de poder volar a la luna. Si la sonda Chang'e vuela a la luna a una velocidad tan alta, por supuesto que no habrá ningún problema. Pero, de hecho, la sonda Chang'e sólo puede llegar a la Luna enviándola a una órbita elíptica con un apogeo de 384.400 kilómetros a baja velocidad, porque la propia Luna todavía se encuentra dentro del rango gravitacional de la Tierra.
Después del cálculo, la sonda lunar puede volar a la Luna a lo largo de una órbita elíptica siempre que su perigeo alcance una velocidad de más de 10,6 km/s. Esto también se llama órbita de transferencia Tierra-Luna. Por debajo de esta velocidad, la sonda Chang'e no podrá volar a la Luna.
La distancia entre la Tierra y la Luna es de 380.000 kilómetros. En términos generales, una vez lanzada la sonda, hay dos formas de volar a la Luna:
1. Primero ingresa a una órbita de estacionamiento cerca de la Tierra, acelera en una posición apropiada en la órbita y vuela a la Luna. luna;
Acelera fuera de la atmósfera y vuela directamente a la luna.
Entonces, ¿cómo llegó la sonda Chang'e a la luna paso a paso?
La sonda Chang'e-1 dio tres pasos para llegar a la luna.
1 Órbita de fase modulada
La órbita de fase modulada es un tramo de órbita antes de entrar en la órbita de transferencia Tierra-Luna. Tiene una gran flexibilidad y muchas ventajas disponibles.
En la órbita de fase modulada, los técnicos pueden medir y corregir con precisión la órbita de antemano, de modo que el detector pueda entrar en la órbita de transferencia Tierra-Luna con mayor precisión, ahorrando así energía y aumentando las oportunidades de lanzamiento. Después de varias aceleraciones en la órbita en fases, la sonda lunar puede alcanzar la velocidad necesaria para entrar en la órbita de transferencia.
Después del lanzamiento de la sonda Chang'e-1, el cohete portador Gran Marcha-3A la envió a una órbita elíptica inicial con un período operativo de aproximadamente 16 horas. Luego, las estrellas y las flechas se separaron y la sonda Chang'e-1 orbitó tres veces en una órbita de 16 horas. Cuando alcanzó el perigeo, realizó su primera maniobra orbital importante y cambió su órbita a una órbita elíptica con un período de. aproximadamente 24 horas. La órbita se ejecuta una vez cada 24 horas. Cuando vuelve a alcanzar el perigeo, realiza una segunda gran maniobra orbital y cambia su órbita a una órbita elíptica con un período de aproximadamente 48 horas. El detector funcionará en estas tres órbitas moduladas en fase durante unos cinco días, realizará tres maniobras orbitales importantes, aumentará la velocidad de vuelo a 10,6 km/s y luego entrará en la órbita de transferencia Tierra-Luna.
Las tres maniobras de la sonda Chang'e-1 pueden entenderse como un atleta lanzando un disco: primero da unos cuantos giros, acelera poco a poco y luego lánzalo hacia afuera para obtener la máxima velocidad de vuelo del disco. .
2 Órbita de Transferencia Tierra-Luna
El tiempo de vuelo de la Órbita de Transferencia Tierra-Luna es generalmente de 3 a 5 días. Cuanto más corto sea el tiempo de vuelo, mayor será la velocidad y mayor la energía necesaria. Teniendo en cuenta una serie de factores energéticos y de ejecución del proyecto, Chang'e-1 eligió 116 horas, lo que equivale a casi 4 días y 20 horas de vuelo.
Según el plan, la sonda Chang'e-1 tuvo que hacer dos correcciones después de entrar en la órbita de transferencia Tierra-Luna. Sin embargo, durante el vuelo real, los controladores terrestres solo utilizaron una corrección para lograr la objetivo. objetivo esperado.
Órbita de captura de la bola en marcha
Cuando la sonda Chang'e-1 alcanza el perigeo, comienza a reducir su velocidad y entra lentamente en la órbita final planificada. Después de la primera desaceleración, entró en una gran órbita elíptica con un período de 12 horas. En ese momento, la velocidad cerca de la Luna cayó de 2,412 km/s a 2,0642 km/s; después de la segunda desaceleración, entró en una pequeña órbita elíptica; de 3,5 horas, y la velocidad cercana a la Luna cayó a 1,805438 +02 km/s, desacelerando por tercera vez y entrando en una órbita lunar con un período de 127,6 minutos, que es también la órbita de la misión de Chang'e-1. En este punto, comenzó oficialmente el viaje de exploración lunar de Chang'e-1.
El 1 de junio de 2010, la sonda Chang'e-2 fue lanzada con éxito por el cohete portador Gran Marcha 3C desde el Centro de Lanzamiento de Satélites de Xichang. Con el desarrollo de la tecnología, a diferencia de Chang'e-1, Chang'e-2 no entró en la órbita de modulación de fase después del lanzamiento, sino que entró directamente en la órbita de transferencia Tierra-Luna. Esta es también la primera misión de lanzamiento de China.
Después de que Chang'e 2 se separara del cohete, después de cinco días de vuelo, entró con precisión en una órbita lunar a 100 kilómetros sobre la superficie lunar.
Las trayectorias de vuelo de la sonda Chang'e-3 y la Chang'e-2 son básicamente las mismas. La diferencia es que la Chang'e-3 aterrizará suavemente en la luna.
Después de recorrer una órbita circular alrededor de la Luna durante 4 días, comenzó a disminuir su velocidad y entró en una órbita elíptica a 15 kilómetros de la superficie lunar en el punto perilunar para prepararse para el aterrizaje en la Luna. Después de alcanzar el punto perilunar, Chang'e-3 comenzó a reducir su velocidad nuevamente y aterrizó lentamente en la superficie lunar a lo largo de una parábola.
Como satélite de retransmisión de Chang'e-4, Queqiao ha abierto un nuevo camino.
Tras separarse del cohete, Queqiao entró en la órbita de transferencia Tierra-Luna. Después de la corrección a mitad de camino, se implementaron el frenado del perigeo y la fuerza de préstamo lunar en el punto perilunar, y se ingresó a la órbita de transferencia de la Luna al punto L2 Tierra-Luna. Después de aproximadamente 4 días de vuelo, Queqiao llegó cerca del punto Tierra-Luna L2. Después de múltiples controles de captura de órbita y correcciones orbitales, entró en la órbita de la misión Halo alrededor del punto Tierra-Luna L2. Luego realizó pruebas en órbita, apuntando la antena. Enlaces de comunicación de calibración y retransmisión.
También es un aterrizaje suave en la superficie lunar, pero el proceso de aterrizaje de Chang'e 4 y Chang'e 3 es diferente.
El proceso de descenso de Chang'e-3 y Chang'e-4 se puede dividir en siete partes: sección de preparación para el aterrizaje, sección de desaceleración principal, sección de ajuste rápido, sección de aproximación, sección de vuelo estacionario y sección para evitar obstáculos. y tramo de descenso lento. Sin embargo, dado que la zona de aterrizaje del Chang'e-4 está en la cara oculta de la Luna, el relieve del terreno es significativamente mayor que el de la zona de aterrizaje del Chang'e-3. Para evitar la influencia de ondulaciones del terreno a gran escala, a diferencia de la trayectoria parabólica del descenso hacia adelante del Chang'e-3, el Chang'e-4 se mueve verticalmente hacia abajo después del final de la sección principal de desaceleración, lo que puede garantizar la precisión del resultados de navegación de altitud y lograr un aterrizaje seguro.
Sorprendentemente, de las semillas transportadas por la misión Chang'e-4 crecieron las primeras hojas verdes en la luna. Creemos que pronto veremos la primera flor, el primer fruto y el primer bebé de gusano de seda en la Luna...
Producción de Popularización de la Ciencia Aeroespacial de China y Cop China
Materiales de referencia:
[1]. Práctica de diseño de ingeniería aeroespacial [M]. Beijing: China Aerospace Press, 2012.
Wu·. Hacia la Luna [M]. Beijing: China Aerospace Press, 2015.
Wu, Tang Yuhua, et al. Diseño de la misión de aterrizaje suave de Chang'e 4 en la cara oculta de la luna [J] Journal of Deep Space Exploration, 2017, 4(2):11-. 165438.
, Zhang Jun, Wu, et al. Análisis de la influencia del terreno en la cara oculta de la luna en la detección de aterrizajes suaves [J]. : 143-149.
Texto/Duan Ting
Editor/Yang Sishuang, Jia
Modificación/Yang Jie
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