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城市快报:天大团队助力“嫦娥”系列登月 让“嫦娥”优雅奔月平安回家

      2019-01-30       

《城市快报》1月31日3版

本报讯(记者 从竹 通讯员 刘晓艳)从2019年1月3日着陆月球到1月11日和“玉兔二号”实现两器互拍,我国“嫦娥四号”探测器圆满完成此次登月任务,作为世界首个在月球背面软着陆和巡视探测的航天器,“嫦娥四号”此次着陆堪称是“盲降”。对于人类完全陌生的月球背面,风大不大?地平不平?土壤松软不松软?未来的“嫦娥五号”以什么样的姿态返回地球更安全?这些都是科研人员需要对“嫦娥”悉心关照的细节。

天津大学崔玉红教授和王建山教授的空间力学团队在羽流与月壤相互作用、模拟月貌区、稳定性试验面,以及“嫦娥”着陆器姿态及稳定性分析和着陆面力学环境地面试验等方面做了大量工作,陆续协助“嫦娥三号”及“嫦娥四号”顺利登月。大量成果也将应用在“嫦娥五号”,以及2020年前后实施的火星探测计划中。

用何种方式安全着陆

月球真空环境下,高速高温的发动机喷流向外部真空环境膨胀、扩散,形成羽毛状流场,称为“羽流”。羽流能引起月尘大面积扩散和离子污染,严重时会影响着陆器的安全着陆。“嫦娥”在月球环境着陆中,羽流和月尘之间的作用如何真实再现?

天津大学空间力学团队提出了一种考虑月壤颗粒被羽流破坏扬起以及真空环境下月壤颗粒之间碰撞、扩散及双向能量耦合的新计算方法,揭示了羽流和月尘之间相互作用的力学规律。

月球上的土壤是什么样的?这在很大程度上决定了“嫦娥”采用何种方式在月球安全着陆。

在登月前,用什么材料才能模拟出最“真实”的月壤?崔玉红教授团队通过数值分析选定了可以模拟月球土壤的试验材料。团队通过大量实验,最后研制了悬停避障缓速下降试验用于月面,根据月面对微波和激光以及光学敏感器的反射特性要求,模拟月面多种地形,研制并完成模拟月貌区的试验研究和数值仿真。

选定最舒适的“鞋”

针对落地时“嫦娥”的着陆腿底部选用什么材料才更稳定的问题,团队基于地面仿真试验的要求,模拟六分之一地球重力的边界条件,通过科学的力学分析为“嫦娥”选定最舒适的“鞋”提供重要参考。

以何姿态“回家”最安全

“嫦娥”以什么姿态返回地球最为安全和优雅?空间力学团队在“着陆器姿态及稳定性分析”中,完成了登月着陆器返回地球大气层后的姿态及稳定性分析,验证了各导航敏感器的静态和动态性能,为登月着陆器返回地球大气层后的姿态及稳定性提供参考数据,这一研究将用于“嫦娥五号”“嫦娥六号”的研制。

城市快报:http://epaper.tianjinwe.com/cskb/cskb/2019-01/30/content_21234.htm

(编辑刘晓艳)