“嫦娥五号”将挑战我国航天史上四个“首次”

北京，11月24日（赵竹青）11月24日4时30分，中国长征五号远程五次运载火箭在海南文昌航天发射场点火。 经过2200多秒的飞行，嫦娥5号探月仪成功送入地月转移轨道，发射圆满成功。

记者从中国航天科技集团有限公司获悉，作为中国探月工程三个步骤的最后一场正式战斗，“嫦娥五号”将挑战中国航天史上的四个“第一次“。

第一月球表面自动取样

月球表面自动的重点之一，月球表面自动采样包是嫦娥5号任务中最引人注目的部分。 现阶段，嫦娥“五女”将登陆月球表面选定区域，全力采集月球土壤，实现中国首次月球表面自动采样。

为了实现这一创新突破，航天科技集团五院的设计人员精心设计了钻井和取表两种“挖土”模式。

具体来说，当着陆上升复合体顺利降落在月球表面时，嫦娥5号开始了大约两天的月球工作。 她随身携带的钻头取样装置、表面取样装置、一次表面取样装置和密封包装装置等“神器”将科学地划分、精确地协调，采用深钻、浅钻、“铲土”、“挖土”、“夹土”等方法，收集约2公斤土壤并密封包装，通过月球起飞、月球轨道交会对接、月球土地转移和再入回收等过程，将月球样品安全地送到地球家园。

第一次月球起飞上升

当嫦娥“五女”在月球上完成工作时，她将踏上“家”旅程。 俗话说万事开头难，回娘家不容易，第一步就是“踩”很重要，这是突破历史上又一次——中国航天起飞崛起。

月球土壤采样包成功完成后，立管将准备好点燃月球，这是一个困难的课题。 众所周知，运载火箭在地球上起飞有一个完整的发射塔系统，点火起飞位置已经被准确地测量，飞行轨道已经反复计算。 和月亮起飞是不同的，它没有一个平坦的起飞地点，更不用说成熟和完整的发射塔，着陆器相当于发射塔的立管，抱着“五个女孩”的家。

再加上月球表面环境的复杂性，着陆器不一定是稳定状态，很可能落在斜坡或凸起、凹等不同地形上。 这给起飞带来了很大的困难。

此外，还需要克服飞机起飞时地月环境差异和发动机羽流导流空间有限等问题。 月球表面起飞时，不可能像运载火箭一样在地面发射前完成地面人员的测量和确认。 它必须依靠航天器“自力更生”来实现起飞时的自主定位和姿态。

然而，这些都是难以“嫦娥”的设计师。 据了解，航天科技集团第五医院“嫦娥5号”开发团队为保证助力器能够顺利起升，进行了大量的实验验证，建立了一套联锁系统保障任务。

第一次月球轨道会合

当登月者抬升达到登月时，嫦娥“五女”一路远去。 但是仅仅依靠上升器是不可能返回地球的，它需要飞进月球轨道，在那里它与轨道结合体交会对接，将采集到的月土转移至返回装置。

经过几十年的实践探索，中国掌握了载人航天领域近地轨道交会对接技术，但在38万公里外的月球轨道上进行无人交会对接不仅是中国第一次。 也是人类航天史上第一次。

由于无法掌握无人月球轨道交会对接技术，以往三次无人月球采样任务均采用月球起飞，直接返回地球。 嫦娥5号采用先进的月球轨道交会对接技术，给开发团队带来了巨大的挑战。

因此，从上升装置开始进入环月飞行轨道，直到轨道返回组合和上升装置完成对接和样品转移，设计者为嫦娥“五女”精心设计了一系列关键动作，如交会、对接、组合操作、轨道返回组合和对接舱分离等，促进“嫦娥5”实现完美对接。

首次高速返回地球

当返回者带着38万公里外的月球土壤和风来到地球时，它以接近每秒11公里的第二宇宙速度飞行。 大多数从近地轨道返回的航天器是每秒8公里的第一宇宙速度。

不要低估每秒3公里的差距。 就像扔一块石头一样，同样的石头，从一层到从十几层往下扔的速度肯定不一样。 同样，航天器从数百公里高的近地轨道返回和从38万公里外的月球返回必然是不同的，差距很大。 一旦速度太强，返回装置一端撞击地球，后果不堪设想。 因此，必须放慢返回速度。

为此，航天科技集团五院“嫦娥五号”探测器设计我们创新提出了半弹跳再入技术方案，就像空间中的“浮水”一样，整个再入过程就是让再入先高速进入大气，再借助大气提供的升力跳出大气。 然后以第一宇宙速度进入大气层，返回地面。 整个过程环环相扣，确保嫦娥5号能够安全平稳地降落在四王登陆点。