北京時(shí)間11月24日4時(shí)30分，中國在文昌航天發(fā)射場用長征五號遙五運(yùn)載火箭，成功將嫦娥五號月球探測器送入地月轉(zhuǎn)移軌道，發(fā)射取得圓滿成功。這是中國探月工程“繞、落、回”三步走的收官之戰(zhàn), 同時(shí)也是中國目前技術(shù)難度最大、系統(tǒng)組成最復(fù)雜的航天任務(wù)之一；此次任務(wù)將實(shí)現(xiàn)中國首次地外天體采樣返回。
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2020-11-24 08:40 上傳
發(fā)射瞬間。李迪克 攝
長征五號遙五運(yùn)載火箭將嫦娥五號探測器發(fā)射升空
中國航天史上五個(gè)“首次”
嫦娥五號探測器是中國首個(gè)實(shí)施無人月面采樣返回的航天器，有望實(shí)現(xiàn)中國航天史上的五個(gè)“首次”。
——首次月面自動采樣。作為此次任務(wù)的核心關(guān)鍵之一，月球表面自動采樣封裝是嫦娥五號任務(wù)中最引人注目的一個(gè)環(huán)節(jié)。為此，中國航天科技集團(tuán)所屬中國空間技術(shù)研究院的設(shè)計(jì)師們采用表鉆結(jié)合、多點(diǎn)采樣的方式，精心設(shè)計(jì)了兩種“挖土”模式：鉆取和表取。當(dāng)著陸上升組合體順利軟著陸在月球表面，嫦娥五號將開展為期約 2 天的月面工作，采集約2千克月壤并進(jìn)行密封封裝，經(jīng)月面起飛、月球軌道交會對接、月地轉(zhuǎn)移和再入回收等過程將月球樣品安全送至地球家園。
——首次月面起飛上升。當(dāng)嫦娥五號完成月面工作后，它就要踏上“回娘家”的旅程，這就是涉及到突破中國航天史上另一個(gè)首次—— 月面起飛上升。順利完成月壤采樣封裝后，上升器就要準(zhǔn)備月面點(diǎn)火起飛，這是一個(gè)高難度科目。月球表面環(huán)境復(fù)雜，著陸器不一定是四平八穩(wěn)的狀態(tài)，很有可能落在斜坡上或者凸起、下凹等不同地形。這給起飛帶來很大難度。此外，探測器還要克服地月環(huán)境差異、發(fā)動機(jī)羽流導(dǎo)流空間受限等難題。月面起飛時(shí)必須依靠航天器“自力更生”，實(shí)現(xiàn)起飛時(shí)自主定位、定姿。
——首次月球軌道交會對接。當(dāng)著陸器托舉上升器實(shí)現(xiàn)月面起飛上升后，嫦娥五號一路飛奔而去。但是僅僅依靠上升器是不能返回地球的，它需要飛到月球軌道上，在這里與軌返組合體交會對接，把采集到的月壤轉(zhuǎn)移到返回器。經(jīng)過多年的實(shí)踐探索，中國在載人航天領(lǐng)域已經(jīng)熟練掌握了近地軌道交會對接技術(shù)，但是在 38 萬公里外的月球軌道上進(jìn)行無人交會對接不僅在中國尚屬首次，而且也是人類航天史上的第一次。
——首次帶月壤高速再入返回地球。當(dāng)返回器帶著月壤，從 38 萬公里遠(yuǎn)的月球風(fēng)馳電掣般向地球飛來，它的飛行速度是接近每秒 11 公里的第二宇宙速度。一旦速度過猛，返回器將一頭撞向地球，后果不堪設(shè)想，因此必須讓返回器減速飛行�？蒲腥藛T創(chuàng)新提出了半彈道跳躍式再入返回技術(shù)方案，就像在太空打水漂一樣，讓返回器先是高速進(jìn)入大氣層，再借助大氣層提供的升力躍出大氣層，然后以第一宇宙速度扎入大氣層，返回地面。整個(gè)過程環(huán)環(huán)相扣，確保嫦娥五號能安全順利地降落在內(nèi)蒙古四子王旗著陸場。
——首次自取月球樣品的存儲、分析和研究。嫦娥五號探測器隨身攜帶各種“神器”，采集約 2千克月壤并進(jìn)行密封封裝并安全送回地球。科研人員將首次對中國自取月球樣品進(jìn)行存儲、分析和研究。
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2020-11-24 08:40 上傳
圖為嫦娥五號探測器 來源：中國空間技術(shù)研究院
2020 年最具“分量”發(fā)射
此番“長五”送“嫦五”，被視為今年中國最具“分量”的探測器發(fā)射任務(wù)。
嫦娥五號月球探測器重達(dá)8.2 噸，是中國目前發(fā)射的重量最重的探測器。今年7月23日發(fā)射的天問一號火星探測器重約 5 噸；此前中國發(fā)射的嫦娥三號、嫦娥四號月球探測器重量約為 4 噸。嫦娥五號探測器需要進(jìn)入近地點(diǎn) 200公里、遠(yuǎn)地點(diǎn) 41 萬公里的地月轉(zhuǎn)移軌道，這對運(yùn)載火箭的能力提出了很高要求。
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2020-11-24 08:40 上傳
圖為長征五號遙五火箭垂直轉(zhuǎn)運(yùn)。駱云飛 攝
“在長征火箭家族中，只有長征五號運(yùn)載火箭可以將8噸重的載荷直接送入地月轉(zhuǎn)移軌道，這是對運(yùn)載火箭能力的集中檢驗(yàn)，也是對中國航天能力的最佳注解�！遍L征五號火箭第一總指揮、中國航天科技集團(tuán)所屬中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院黨委書記李明華說。
執(zhí)行此次任務(wù)的長征五號運(yùn)載火箭是中國新一代大推力低溫液體運(yùn)載火箭，全長近 57 米，起飛重量約 870 噸，起飛推力超過 1000 噸；地球同步轉(zhuǎn)移軌道（GTO）運(yùn)載能力可達(dá) 14 噸，是目前中國運(yùn)載能力最大的火箭。長征五號火箭和嫦娥五號探測器“強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手”，有望實(shí)現(xiàn)中國首次月球采樣返回。
從立項(xiàng)到發(fā)射，嫦娥五號探測器歷時(shí) 10 年。圍繞關(guān)鍵核心技術(shù)和諸多難點(diǎn)、風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，中國空間技術(shù)研究院先后突破了月表采樣任務(wù)所涉及到的 20 余項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)和總體設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)、地面試驗(yàn)驗(yàn)證技術(shù)，確保了嫦娥五號探測器方案設(shè)計(jì)合理，各項(xiàng)功能性能滿足任務(wù)要求。
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2020-11-24 08:40 上傳
圖為嫦娥五號探測器 來源：中國空間技術(shù)研究院
探月三步走收官之戰(zhàn)
中國探月工程于2004年立項(xiàng)實(shí)施，確定了“繞、落、回”三步走戰(zhàn)略規(guī)劃。嫦娥一號到嫦娥四號任務(wù)的成功實(shí)施，已圓滿完成三步走戰(zhàn)略的前兩步。如今嫦娥五號探測器發(fā)射升空，有望實(shí)現(xiàn)探月工程三步走的最后一步“回”。
由中國航天科技集團(tuán)研制的嫦娥五號探測器是迄今為止中國研制的最為復(fù)雜的航天器系統(tǒng)之一，由軌道器、返回器、著陸器、上升器 4個(gè)器組成，包含 15 個(gè)分系統(tǒng)。
在此次任務(wù)中，嫦娥五號探測器將經(jīng)過20 余天的在軌飛行，采集約2千克的月球樣品返回地球。期間包含發(fā)射入軌、地月轉(zhuǎn)移、近月制動、環(huán)月飛行、著陸下降、月面工作、月面上升、交會對接與樣品轉(zhuǎn)移、環(huán)月等待、月地轉(zhuǎn)移、再入回收等11 個(gè)階段。
中國國家航天局表示，嫦娥五號任務(wù)計(jì)劃實(shí)現(xiàn)三大工程目標(biāo)：一是突破窄窗口多軌道裝訂發(fā)射、月面自動采樣與封裝、月面起飛、月球軌道交會對接、月球樣品儲存等關(guān)鍵技術(shù)，提升中國航天技術(shù)水平；二是實(shí)現(xiàn)中國首次地外天體自動采樣返回，推動中國科學(xué)技術(shù)重大進(jìn)步；三是完善探月工程體系，為中國未來開展載人登月與深空探測積累重要的人才、技術(shù)和物質(zhì)基礎(chǔ)。
嫦娥五號任務(wù)的科學(xué)目標(biāo)主要是開展著陸點(diǎn)區(qū)域形貌探測和地質(zhì)背景勘察，獲取與月球樣品相關(guān)的現(xiàn)場分析數(shù)據(jù)，建立現(xiàn)場探測數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)室分析數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系；對月球樣品進(jìn)行系統(tǒng)、長期的實(shí)驗(yàn)室研究，分析月壤的結(jié)構(gòu)、物理特性、物質(zhì)組成，深化月球成因和演化歷史的研究。
深空探測永不停歇
自古以來，月亮始終吸引著人們的眼球，探月夢想由來已久，神話故事中嫦娥服下丹藥，飛上月球。如今，“嫦娥”系列探測器在長征系列火箭的托舉下，已五度奔月。
從嫦娥一號實(shí)現(xiàn)中國千年奔月夢想，到嫦娥二號首次實(shí)現(xiàn)中國對小行星的飛越探測、嫦娥三號成功實(shí)現(xiàn)落月、嫦娥四號實(shí)現(xiàn)人類歷史上首次月球背面軟著陸，再到嫦娥五號即將實(shí)現(xiàn)中國首次地外天體采樣返回……自2004年啟動以來，中國探月工程連戰(zhàn)連捷，碩果累累。
中國探月工程副總設(shè)計(jì)師于登云曾表示，中國探月工程起步晚但起點(diǎn)高，經(jīng)費(fèi)投入少但科技產(chǎn)出多，發(fā)射次數(shù)少但成功率高，中國探月正從“跟跑、并跑”走向部分“領(lǐng)跑”。后續(xù)，中國探索月球的步伐依舊穩(wěn)�。烘隙鹆�、嫦娥七號、嫦娥八號等探測器還將實(shí)施第二次采樣返回、月球極區(qū)資源詳查以及一些關(guān)鍵技術(shù)的月面試驗(yàn)和技術(shù)利用。
九天攬?jiān)滦呛娱�，十六春秋繞落回。浩瀚宇宙，人類探索的腳步永不停歇。
來源：中國新聞網(wǎng)
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