嫦娥五号超过美国技术，完成月球无人交会对接，专家：属人类首次

一世枭雄

12月6日，嫦娥五号再传来好消息，人类的首次月球轨道无人交会对接已经完成，样品也胜利完成了转移！
在清晨，估计很多人还在温暖的被窝里沉浸在梦乡的时候，嫦娥五号在环月轨道上完成了一项历史性的任务，上升器与轨道器和返回器组合体成功进行了交会对接，并实现了采取月球表面岩石土壤样品的成功转移。据了解，这也是人类首次在环月轨道上进行的无人交会对接，填补了这项领域的空白，这也就意味着中国深空对接技术走在了该领域的世界领先水平！

嫦娥五号的这次地外星球轨道上的无人对接技术的成功，意味着中国在这方面已经超过了美国阿波罗登月时候的技术，这也是世界航天史上的一次里程碑，中国将在地外星球探测上有了更好的技术突破，为未来火星甚至是木星等星球的登陆积累了较好的经验！
环月轨道无人对接难度系数有多高？
我们都知道，环地球轨道的无人对接，一般使用在空间站上，难度系数也是比较大的，目前美国这在这方面的技术遥遥领先，但是在地外星球的无人对接难度系数有多大呢？接下来我们一起来了解一下！
地外星球的探测本来技术就很复杂，要完成相关的交会对接困难就更大，这不仅是中国突破的难题，更是世界上的首次，然而美国的探月环月轨道交会通过的是人工操作，这和中国的情况不一样，无人交会不可控因素太多！
在无人交会对接之前，地面控制系统的人员要进行精密的计算，通过西安卫星测控中心所属的佳木斯深空站、喀什深空站、三亚测控站，进行定向测量和测算，确保上升器上升的轨道精度，然而上升器在上升的时候其状态变化是很频繁的，因此数据庞大而且相当复杂，难度就更不用说了！在经过精密的轨道数据的确定后，上升器和轨道器收到相关的数据，一旦上升器和轨道器到了同一个轨道精度，它们就要通过地面操控台预设好的环节进行自行对接！

前面也讲到过地球轨道的无人对接，能够比较顺利是因为有比较多的地面观察基站和相关的中继卫星进行数据传输、定位和导航，但是在月球表面就不一样了，因为最起码的月球表面的人造卫星数量有限，数据传输比较单一，而且相隔38万公里，因此传输和测算方面难度系数就可想而知了。
环月轨道的自行对接，要求航天器的自主性比较强，从轨道的精度和月球的引力等方面都要做好相关的测算，一旦出现了偏差在5厘米以上，就会造成两个航天器的相撞，后果不堪设想

所以，在嫦娥五号设计的时候，就已经考虑到了这一点，所有的零部件精度都非常高，质量和大小都减小到了周边式对接的十五分之一。而且还能更容易地被样品容器捕获和转移，这样不仅更轻，而且对接的时候就会更稳！
当然，为了能更好地完成对接，我国的科研人员就设计了光学成像敏感器，这就是用于航天器交会时候进行成像测量用的，能够为两个航天器在对接的时候起到较好的目标指引工作！

这次的交会对接采用了抱爪式对接机构，探测器采用的就是由3套K形抱爪构成的，当上升器靠近轨道器时时，只要和连接面上的3根连杆对准，随后将抱爪收紧，就可以实现两个航天器的紧密连接。然后再通过增加连杆棘爪式转移机构，让对接与自动转移功能实现了一体化，这种设计也是世界首创，开创了这个领域的先河！

抱爪式对接动画
中国实现的是无人对接，全靠预先设计好的数据，而美国阿波罗采用的是人工对接，两种对接方式不可同日而语！人工对接比无人对接的操作更加粗放，精度方面自然就没有无人对接的高，而我们的嫦娥五号则是更加的精密化、智能化和自动化！
拥有了这项技术以后，以后我们无论探测哪个星球，都可以采用这样的技术！无论是中国以后的载人登月还是火星探测都有了更好的技术保障。火星的探测难度更大，因为距离地球有近4亿公里，信号传输都要持续10分钟左右的时间，这样对探测器的精密化要求就更加严格！

嫦娥五号还有更厉害的“扛把子”
当年阿波罗返回的时候，采用的是升力再入的模式，而且在返回舱外形的设计上采用的是椎体造型，这类型返回舱升力会有一些提升，在大气层中飞行的时候可以自带姿势控制系统进行升力的调节！当然联盟号和神舟号飞船采用的是钟型，其目的是一样的！但是这样的设计对隔热防护要求还是极高的，否则就会严重影响宇航员的活动空间！

嫦娥五号的返回是采用的太空“打水漂”的技术，返回舱利用自带的胜利借助大气层密度的变化为跳板，在返回器速到达到2.4公里每秒的时候就开始从月球轨道上逃逸进入地球的轨道，这里从迹象上来看是一个大的椭圆形轨道，也可以称作是弹跳返回。而这里的近地点在中国的内蒙古上空，远地点则在月球的轨道附近。如果没有进入大气层的话，返回器就会绕地球转一圈后又回到了逃逸月球的位置，而因为公转的原因，月球已经不在原来的位置了，但是返回器回到近地点的速度依然是可以逃离地球的。

这个技术原理源于钱学森提出的“钱学森弹道”理论，嫦娥五号本也可以采用美国的那一套，但是最终还是采用了“太空打水漂”的技术，这也是为以后的登月做准备。所以，以后对于火箭的推力要求本身就没那么到了，而且探测器的重量也会下降！阿波罗当时也准备采用中国的这种模式，但是由于技术受限，所以就没采用！

当然，美国至今都没有采用自主避障系统，因为阿波罗号采用人工驾驶的，采用的是宇航员的驾驶技术！嫦娥五号对于探测器着陆点的位置精度和平整度有要求，无论是着陆区域是否有坑洼，坡度是否符合要求，这些都是要考虑的。所以嫦娥五号能顺利着陆，跟自主导航技术有着莫大的关系，而且还拥有自主避障系统，在整个登月下降的阶段没有人工干预！

最后是月壤的包装，嫦娥五号采用了多点和多样化的全自动采样和包装，并且保证了全程的密封操作，使得样品不会在转移过程中受到污染。而美国当时带回来的月壤就遭受到了不同程度的污染，这样研究价值就会大打折扣！

写在最后

中国在这些方面的成就，无不向世界展示着中国的精进，嫦娥五号超越阿波罗飞船，这也是世界科技进步的必然结果！
科学视野，不同见解，评论点赞，腰缠万贯！

来源：http://www.yidianzixun.com/article/0oJsRsKL
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