新成果!这支团队为我国探月工程提供天大智慧
随着嫦娥5号探测器顺利返回,中国人书写了人类探月历史60年来的又一壮举,标志着中国探月工程“绕、落、回”三步走收官之战取得圆满胜利,天津大学的科研团队也参与到这我国深空探测的突破创新之中。天津大学空间力学团队崔玉红教授和王建山教授十余年参与国家重大科技专项“探月工程”项目,在羽流与月壤相互作用、模拟月貌区、稳定性试验面、“嫦娥”再返地球大气层的稳定性和姿态等方面取得了诸多的研究成果。研究方法和研究成果已应用于嫦娥3号、4号和5号着陆器,也将应用在未来的嫦娥系列着陆器上,为我国探月工程提供重要研究方法和关键参考数据。
天津大学空间力学团队
“嫦娥系列”探测器着陆过程是探测器圆满完成任务的关键一步,月球着陆器接近月表进行软着陆过程中,发动机喷出的羽流迅速向真空环境膨胀扩散,羽流冲击到月球表面,使风化疏松的月壤颗粒遭到破坏,导致月壤颗粒的四处飞扬。由于飞扬的月壤颗粒数量巨大,造成能见度严重下降,使着陆器和航天员视野明显受限。同时,大量悬浮的月壤颗粒极易附着在物体表面,造成敏感设备和元器件的磨损与失效,并侵入航天器和航天服里,对正常的探测活动和航天员的行动造成极为不利的影响。因此,“月尘污染”对着陆器的着陆稳定性和航天员的安全登月任务带来了很大的不确定性和严峻挑战,月壤颗粒与发动机羽流相互作用是无人登月任务和载人登月任务中亟须解决的一个关键科学问题。
学术专著《月球颗粒与发动机羽流的相互作用》总结了空间力学团队十余年的研究成果,由崔玉红教授、王建山教授、谢宇新副教授共同完成。该书作为空间探测研究专著,以月壤颗粒与羽流相互作用为研究对象,研究羽流冲击月表形成月坑、月壤颗粒在羽流场中受力的影响因素以及月壤颗粒与羽流相互作用几个关键问题。研究内容包括月壤颗粒与发动机羽流场相互作用的流固耦合计算方法、月壤颗粒与发动机羽流场相互作用的几个关键问题研究以及与阿波罗登月实测数据的对比验证,系统阐述了研究进展、理论推导、计算方法、关键问题和实测验证,提出的研究方法填补了该研究方向的部分空白,为月球探测器着陆月球环节提供参考数据,研究成果已成功应用在我国探月工程中。嫦娥五号探测器总指挥、总设计师杨孟飞院士评价研究对探月工程任务的成功实施也是非常重要的,研究很有价值。中国载人航天办公室、国家航天局探月和航天工程中心认为具有重大的科学意义、国防价值以及经济社会效益,有重要的推广应用价值。该书为从事月球探测研究和应用的科研技术人员提供参考,也为航天、航空、力学、物理、土木、机械以及材料等领域的专家学者和技术人员提供参考。
学术专著《月球颗粒与发动机羽流的相互作用》
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信息来源 / 天津大学空间力学团队
编辑 / 马小亚
责任编辑 / 梁绍楠
封面图源 / 唐朝
底图设计 / 张晨昊 罗晨尹
审核 / 王鑫 李晋馥 董玥欣
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