装甲车|叶培建院士:嫦娥四号主变推力发动机燃料意外泄露20公斤,还好成功登月了


装甲车|叶培建院士:嫦娥四号主变推力发动机燃料意外泄露20公斤,还好成功登月了
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装甲车|叶培建院士:嫦娥四号主变推力发动机燃料意外泄露20公斤,还好成功登月了
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装甲车|叶培建院士:嫦娥四号主变推力发动机燃料意外泄露20公斤,还好成功登月了

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 。

【装甲车|叶培建院士:嫦娥四号主变推力发动机燃料意外泄露20公斤,还好成功登月了】
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 。