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如何优雅地回归大地

杏耀娱乐平台 admin 2019-03-05 36 次浏览 0个评论
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边疆·表达
“嫦娥”如何优雅地回归地球

从2019年1月3日起登陆月球到1月11日和“玉兔2号”实现双向互射,中国的“长4号”探测器顺利完成了登月任务。作为世界上第一个在月球上进行软着陆和巡逻探测的航天器,“嫦娥四号”的着陆被称为“盲目降落”。

对于人类来说完全陌生的月亮背面,风不大吗?水平不均衡?土壤柔软而不柔软?未来的“嫦娥五号”以何种姿态回归世界更安全,更优雅?这些是研究人员需要照顾的细节。

天津大学教授崔玉红和王建山的太空力学团队与羽流和月球土壤相互作用,模拟了月球的出现区域,稳定性试验面,以及“嫦娥”着陆器的姿态和稳定性分析以及着陆面的地面试验力学环境。他做了大量工作,先后协助“嫦娥三号”和“嫦娥四号”成功登陆月球。大量的结果也将应用于“嫦娥五”,预计将于2019年底推出,火星探测计划将于2020年左右实施。

在月球真空环境中,高速和高温发动机喷射膨胀并扩散到外部真空环境中,形成称为“羽流”的羽状流场。羽状物可导致大面积的月尘扩散和离子污染,这可能影响着陆器在严重情况下的安全着陆。 “嫦娥”在月球环境登陆时,羽毛和月球尘埃之间的作用是如何重新出现的?

天津大学空间力学团队提出了一种新的计算方法,该方法考虑了月球土颗粒与羽流的碰撞以及真空环境中月球土颗粒之间的碰撞,扩散和双向能量耦合,揭示了羽流之间的相互作用。和月亮的尘埃。行动机制。该方法不仅适用于连续区域,而且适用于不连续区域月球土壤颗粒的计算,可准确模拟羽流与月球土壤颗粒之间的相互作用。

由于问题的复杂性以及计算条件和方法的局限性,相关的计算问题在20世纪60年代阿波罗登月时提出,并没有得到明确解决。直到20世纪80年代,一些学者提出了一些计算方法,但它们都有一定的局限性。天津大学空间力学团队首次采用这种流固耦合方法分析了真空环境中月球土颗粒的运动。得到的数值结果与美国Apollo 11的测量数据非常吻合。

但是月球上的土壤是什么?这在很大程度上决定了“嫦娥”安全降落在月球上的方式。在使用月球之前,我可以使用哪些材料来模拟最“真实”的月球土壤?

太空力学团队选择了可以通过数值分析模拟月球土壤的实验材料。通过大量实验,该团队确定了可用于模拟月球土壤材料的测试候选材料,使用大变形几何关系,考虑弹性和塑性变形,以及摩擦接触因子,并数值计算下的冲击力。着陆腿的底部。着陆期间各种替代材料的力和变形。分析各种候选材料的受力和变形特征,并根据测试技术要求优化所选材料,以模拟月球土壤。

最后,该团队开发了月球表面,用于悬停避障减速测试,根据微波和激光的月度要求以及微波和激光的反射特性,模拟月球表面的各种地形,包括石块,凹坑,斜坡等。光学传感器。开发并完成了模拟月球区域的实验研究和数值模拟。

同时,空间力学团队还对“嫦娥”着陆面力学环境的地面进行了多次着陆冲击试验,验证了单机加速力学条件的正确性;测试后太阳翼,定向天线和传递机构的性能正常; OSR(户外,生存,帮助),电池测试没有损坏;推进系统,热管等泄漏率指标满足要求,在着陆试验中完成接地冲击试验。

对于降落时底部支腿底部哪种材料更稳定的问题,该团队根据地面模拟试验的要求,模拟地球重力六分之一的边界条件,并选择一对“嫦娥“通过科学的力学分析。最舒适的“鞋子”提供了重要的参考。

根据中国月球探测项目的“周围”,“下降”和“后退”计划,或将于2019年发射的“楚武”计划,将完成月球表面的返回并返回任务。返回地球最安全,最优雅的方式是什么?

在“着陆器姿态和稳定性分析”中,空间力学团队在返回地球大气层后完成了登月装置的姿态和稳定性分析,并验证了每个导航传感器的静态和动态性能。在月球着陆发动机喷嘴返回地球大气层后,对各种姿态进行了二维和三维建模和数值模拟,并模拟了不同高度的月球着陆器发动机的推力和比冲量特性。将参数与热空间力计算结果进行比较,为月球着陆器返回地球大气层后的姿态和稳定性提供参考数据。本研究将用于开发“嫦娥五五”和未来的“嫦娥六号”。

不久前,中国宣布第一次火星探测任务将于2020年左右实施。天津大学空间力学团队目前正在开展一些模拟火星土壤和协助2020年火星探测任务的工作。

中国青年报·中国青年在线记者胡春燕通讯员刘晓燕来源:中国青年报