我真的不想當學霸 第三百九十五章地月系統
嫦娥四號探測器的軌道,可以被簡單分為三部分。
第一部分是地月轉移階段。這一階段是在地球上,將嫦娥四號探測器由長征運載火箭發射升空,使探測器離開地球軌道,向月球飛行,實現地月轉移。
這一階段,不管是火箭發射,還是軌道變軌,華夏航天積累了豐富的經驗。而從地球向月球遷移,這個環節,經過前面嫦娥一號、嫦娥二號、嫦娥三號任務取得圓滿成功,華夏航天也積累了經驗。
第二部分,便是探測器不斷向月球附近運行,當探測器抵達預定軌道后,完成近月制動。
所謂的近月制動,就是給在地月轉移軌道高速飛行的衛星減緩速度,完成“太空剎車減速”,建立正常姿態,被月球的引力所吸引,進行環月飛行。
因為當探測器飛行到月球附近時,它相對月球的速度要大于月球2.38公里/秒的逃逸速度,如果不減速,探測器將飛離月球。
要實現繞月飛行的話,必須進行制動,要剎一下車,將飛行速度降低到月球逃逸速度以內,從而被月球引力捕獲。
近月制動是衛星或探測器飛行過程中最關鍵的一次軌道控制。
而全世界掌握近月制動技術,就只有美利堅、俄國以及華夏!
不管是美利堅、俄國還是華夏,近月制動都是靠著自己摸索起來的,而總體上其實也各不相同,因為速度不同、重量不同,選擇的預定軌道就不同。
緊接著就是進入月球軌道,繞月飛行,根據需要的落月點,選擇適當的環月軌道進行制動降速,隨后降落在所在的月球點。
可以說,哪怕是以華夏現在的航天技術,在近月制動以及落月地上把控,也都是有難度的。
在近月制動過程中,需要確定制動量的多少。制動量過小的話,探測器不會被月球引力捕抓,直接飛離月球。而一旦制動量過大的話,那后果就會更加嚴重,因為探測器就會直接撞擊向月球!
所以,如何準確的確定制動軌道,以及制動量,就需要進行大量的計算,不同的制動軌道、制動量,都是不一樣的。
上一次成功,這次如果照搬,那么也許會成功,但是也許也會失敗,因為嫦娥四號探測器絲毫與嫦娥三號探測器的荷載是不同的。而且之前成功,也未必是最佳選擇。
至于落月軌道的選擇,那同樣有著非常大的難度,因為稍微有一絲不同,落月軌道就會有偏差,這種偏差可能是只有幾米,但是也有可能就是幾十里甚至是幾百里。
吳總師迫不及待的讓科研團隊暫時放下手頭上的事,然后前往會議室,然后讓工作人員準備了幾塊小黑板。
會議室,幾十號人看著劉一辰,
劉一辰澹然的拿起粉筆,開始在其中一塊小黑板,畫著一個個軌道,實線與虛線,讓人看得都會不由自主的皺眉頭,可是劉一辰也不管他們有沒聽懂,就直接不斷的講解。
隨后在另一塊黑板上,則是以概念圖形式畫出了地月系統,地月系統之間形成了一個個軌道。
探測器,從地球軌道到月球軌道,那可不是直接直接運動,如果是那樣的話,可就好了。
將整個步驟講解完畢后,劉一辰開始介紹自己搞出來的地月系統,劉一辰介紹每一個基本板塊,這每一個基本板塊都被劉一辰輸入了嫦娥四號探測器的參數,地球的參數,以及月球的參數,包括著地月之間的參數。
他介紹著每一個基本板塊的作用,以及結合剛才的小黑板,四個小黑板寫得滿滿的,他是不知道,會有幾個人聽得懂。
最后,劉一辰則是點擊了一個動畫效果,整個動畫效果是模擬了整個過程,從火箭搭載著嫦娥四號探測器開始發射、升空、入軌,繞地球運動,然后在哪個位置開始變軌,力多大,角度幾度角......
會議室,沒有人說話,甚至都秉著呼吸,看著屏幕的動畫演示,眼中都帶著震撼以及不可思議。
哪怕是吳總師、孫總師,也不例外。
他們都沒有想到,劉一辰僅僅用了一個月時間,竟然進行全過程的軌道計算,而且還開發出這么一個地月系統。
這里面的工作量有多大,他們是難以想象的,至少整個航天系統,就是用個幾年,也不一定能夠開發出來。
甚至于,不少地方,都是與之前他們進行計算機模擬的時候,是有不小偏差的,比如變軌選擇,比如近月制動軌道選擇,都有相當大的出入。
“各位,這是我根據現有的數據進行計算得出來的,我想這是嫦娥四號探測器的最佳選擇軌道,這一套地月系統,可以用于火箭發射衛星、火箭發射宇宙飛船,也可以用于地月之間。”劉一辰介紹完,只覺得舌干口燥的,喝了一口水:“后面隨著航天技術的發展,探測數據的增多,可以對里面的進行修正。”
“這里面,我有一個建議,那就是將計劃中的一個中繼衛星,增加到兩個中繼衛星,可以很大程度提高準確度。”劉一辰對于計劃中的一個中繼衛星提出了自己建議。
嫦娥四號探測器要登陸月球背面,那么就必須中繼衛星先到位。
要探‘月背’,‘中繼’先行!
搭建中繼鏈路是實現月球背面探測的第一步,也是一個難關。早在20世紀50年代國際航天界提出了中繼星Halo軌道的概念,Halo軌道又叫‘暈軌道’,取日暈和月暈之意,軌道形狀是非共面的三維非規則曲線,而‘暈軌道’控制的難度和復雜程度‘確實挺讓人頭暈’。
迄今為止,地球還沒有探測器造訪過地,月L2點Halo軌道。
而中繼衛星,也被稱作為‘衛星的衛星’,專門為衛星、飛船等航天器提供數據中繼和測控服務,極大提高各類衛星使用效益和應急能力,能使資源衛星、環境衛星等數據實時下傳,為應對重大自然災害贏得更多預警時間。
而因為嫦娥四號探測器要在月球背面探測,從地球方向,不管是地面的監控站還是太空地球軌道上的衛星,都是沒有辦法為嫦娥四號提供數據中繼和測控服務,因此計劃中將在嫦娥四號探測器發射前,發射一個中繼衛星在Halo軌道上。
而劉一辰經過計算后,認為一個中繼衛星雖然也能基本滿足提供數據中繼和測控服務,但是兩個中繼衛星會更高,可以很大程度提高精準測控。
最終,劉一辰將資料、軟件的密碼交給了吳總師,他的資料、軟件都是屬于有極高價值的,不是誰都可以看、誰都可以使用的。
“我會在京城再呆一個禮拜時間,如果在超算模擬中,有什么問題,都可以給我打電話給我!”劉一辰說道,然后將科研基地的電話,授予了打入的權限。
雖然他已經計算出來了,不過這可不是他說什么就是什么,科研基地將會對他的計算成果進行超算模擬,然后再三論證,最終才決定要不要采用他的成果。
中午,吳總師擺下了一桌豐盛的菜,沒有酒,專門感謝劉一辰這一星期的幫助。
“哈哈,各位領導,如果到時候有什么航天科研任務,也可以考慮一下我們學校,我們學校的航空航天學院,科研能力還是很強的。”劉一辰談笑著,為自己航空航天學院經營關系。
在國內,毫無疑問SA是壟斷著航天技術,代表著最先進的航天技術,很多先進技術都是全世界獨有的。
與SA打好關系,是很有必要的。
一頓豐盛午餐,賓主盡歡,科研基地專門的車輛送他到家里,劉一辰依舊不知道,那處科研基地位于哪里,是不是位于京城范圍,他都不知曉。
回到家里,劉一辰好好舒服的洗了個澡,浴缸放滿水,放滿了各種沐浴露泡泡,整個人躺在里面,渾身無比的放松。
這一個禮拜,雖然時間不算長,但是卻是高度用腦,整個大腦快速的運轉,每天打的代碼,堪稱是驚人。
而到了現在,終于松了口氣。
“航天人,還真是辛苦!”劉一辰嘆了口氣,在科研基地,雖然吃好喝好,但是在科研基地,科研人員和家屬就住在家屬區,有單獨的學校、醫院、超市,但是卻不能離開基地,要離開基地都得提前打報告申請,得到同意后,才能離開,而且還得按時返回基地。
可是就是這樣,科研人員的工資并不高,一個博士一年的工資就是在30萬!而這,可是真正屬于高端人才!
可以說,華夏航天領域在有限的經費投入下,卻能取得這么大的成果,一個很重要的原因就是,從這些科研人員身上節省出的資金的。
可是這些航天航空科研人員,絕對是屬于高端人才的,他們的工資看起來比普通人高得多,可實際上橫向對比,卻遠不如其他行業的博士。如果在學校當個老師,也差不多可以拿到這個薪酬,而且還能輕松得多了。
我真的不想當學霸 第三百九十五章地月系統