“已创造和将实现5个“中国首次”！嫦娥五号，等你回来”

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回家:返回地球的技术之路

■解放军新闻记者张新

特约记者张未宋星光

离开十多天，嫦娥五号踏上了回家的旅程！

嫦娥“游子”心如箭，祖国母亲满怀期待。 在38万公里漫长的归途中，嫦娥五号每走一步，就给国民带来无限的担忧。

月光照亮了“嫦娥”回家的道路，照亮了中国探月梦的天花板。

国家航天局探测月和航天工程中心副主任、嫦娥五号任务信息发言人裴照宇介绍说，这次嫦娥五号探测月的返回任务，已经创造和实现了五个“中国第一”。 一个是外星天体的采样和封装，二是外星天体的起飞，三是月球轨道的对接，四是带着样本高速再入地球，五是样本的储存、解体和研究。

如果顺利的话，嫦娥五号将把约2000克的月球土壤样本“打包”带回地球。

不要小看这个数字。 约2000克的目标决定了中国探测月球的分量，折射出一个国家宇宙飞行力的高低。

在“嫦娥”探月的背后，产生了技术难点的集智突破、创新成果的破壳。 这些科技成果竖起了通往月球的天梯，让中国人走出了自己的探月之路。

随着嫦娥五号探月任务即将结束，我国探月工程的“三步走”战术目标即将完成，中国人的探太空脚步将更大、更远。

12月1日23时11分，嫦娥五号探测器在月面西经51.8度、北纬43.1度附近的预选着陆地点着陆，成功返回着陆图像图。

挑战1

月球表面起飞

“采摘月亮”难度很高，搭载着“特产”很顺利

月球采样顺利结束后，嫦娥五号上升器的月球表面点火，怀着轻松的心情前往等待它的太空“母港”——嫦娥五号轨道器和返回器的组合。

从此，嫦娥五号正式踏上了回家之旅。

从月球出发，将约2000克的月壤样本“打包”带回，是这次月球探测的核心任务。 月球上的样品约2000克是月球上的珍贵礼物。

回家的路相距38万公里，每一步都充满风险和挑战。

嫦娥五号上升器的第一步——月球点火起飞，是高难度的科目，是嫦娥五号的亮点，也是任务的难点。

如果飞机在地球上发射，将有专用的发射塔架，点火起飞位置得到精确推算，飞行轨道也进行了一次计算。 月球表面起飞不同。 没有成熟的发射塔架，上升器只能站在着陆器上发射。

嫦娥五号的上升器从月球表面起飞，不确定性非常大，可以看作是从月球发射宇宙飞船的无人试验。 起飞成功与否，关系到后对接能否顺利实现。 这个环节是对接的起点，上升器必须准确瞄准对接的轨道器和返回组件。

正如嫦娥五号探测器系统的副社长彭锯之所说，“这个位置可能有一定的偏差。 地球表面不可能准确到达米。 月球上现在的指标可能是百米级。 这些误差会影响进入轨道的精度”。

经过一系列技术攻关，嫦娥五号科研团队开展了一系列实验验证，建立了一系列环环系统，实现了嫦娥五号上升器起飞时的自主定位、定姿，为上升器护航登月。

幸运的是，中国宇航员付出的一切努力，都变成了嫦娥五号上升器的顺利飞天。

挑战2

交叉对接

“太空邮递员”会帮助您。 空通过继电器发送“快递”。

从月球表面起飞后，嫦娥五号的上升器将飞向月球轨道。 但是，仅靠自己的力量将月球土壤样本送回地球，是无法企及的。 在月球轨道上与轨道器和返回组件交叉，需要将样本传递回，完成下一次旅行。

20世纪70年代，苏联实施了3次无人月球采样任务，发射了“月16号”、“月20号”、“月24号”的探测器，从月球带回了300克以上的月球土壤样本。 当时，苏联采用的是利用探测器直接从月球表面返回地球的方案，但该方案需要向探测器输送大量燃料，运载样本的能力极其有限。

经过几十年的实践探索，中国在载人航天行业熟练掌握了近地轨道交会对接技术。 但是，在38万公里以外的月球轨道上进行无人交会对接，在人类月球探测史上尚属首次。

在此之前，嫦娥五号的上升器、轨道器和返回器组合成功上演了“月宫之吻”，完成了月壤样本的“接收”事业。 两个宇宙飞船在月球轨道上进行无人交会对接，“针尖”相对于“针尖”，对接相当准确，被誉为中国探月的“神来之笔”。

虽然看起来像“神来之笔”，但背后的技术异常繁多、繁杂，难度非常大，稍一不小心就会让轨道器这个“太空邮递员”白白跑。

过去，天宫一号的目标机使用的是“异体同体周边”式的对接机构。 但是嫦娥五号的上升器、轨道器和反馈器组合体的重量差异很大，如果采用传统的“旧模式”，无法控制速度和相互的位置，上升器很可能会被“碰撞”。 这次，嫦娥五号的月球轨道交会对接使用了抱爪式对接机构。

一般来说，抱指甲就像握棍子的动作。 请向两个方向用力，牢牢地握着棍子。 探测器的对接机构由三套抱爪组成，当上升器接近时，只要将连接面上的三个连杆对准，拧紧抱爪，就可以实现两个航天器的紧密连接。 这种新型对接机构具有重量轻、捕获可靠、结构简单、对接精度高等优点。

这次，由航天科工集团二院开发的嫦娥五号对接微波雷达，作为中远距离测量的“助手”，成功完成了嫦娥五号的对接任务。

“与近地轨道相比，月球轨道的环境更多、更复杂，交叉对接对微波雷达的测角精度要求更高。 微波雷达在100至20米的中远程地区起着最重要的作用，精度的提高极大地提高了准确对接的胜算。 ”。 对交叉微波雷达总工程师孙武说。

另外，搭载了对接用应答器的上升器在月落时不可避免会产生灰尘，这些肉眼看不到的噪声会极大地影响测角精度。

为了安全地度过月球之旅，设计师们在转换器上安装了由特殊材料制成的防尘罩，“就像戴了医疗护目镜一样，嫦娥的‘千里眼’不会近视”。 孙武说。

上升器、轨道器和返回器的组合体对接完成后，上升器将装有月壤样本的容器转移到返回器中。 月球轨道完成无人样本的移动，在人类宇宙飞行史上尚属首次。 彭比喻说，连杆机构设计得十分巧妙，“这种安排类似于乐队，连接后不能单向传播，前进后退。”

在38万公里之外，捕捉、折叠、转移、高速运行的上升器、轨道器和返回器的组合，每完成一步都是惊人的——月球轨道比地球轨道长、时间走廊小、时间长短，一口气完成对接和转移的任务

回送器“吞噬”样品，盖上盖子后，轨道器和回送器的组合体与上升器分离，在预定的定时进入月球，走上轨道，回家的道路。

在太空飞行中，嫦娥五号像变形金刚一样，为了完成许多“花式表演”，依靠轨道器的“手臂”和“手臂”。

因此，中国宇航员将“太空邮递员”塑造成了“无敌高手”。 受探测器整体重量的限制，“太空邮递员”具备强大的装载能力，能够“身量轻”。

挑战3

返回地控制

飞行控制精度高，好像是太空“打水”[/s2/]

与神舟飞船以第一宇宙速度返回不同，这次任务返回器进入大气层的速度接近第二宇宙速度。

如果不能以这样的速度返回地球，“踩踏紧急刹车”，返回器就会在大气层中被烧蚀。

但是，返回的减速并不像开刹车那么简单。 嫦娥五号的返回任务，在我国使用的是半弹道跳跃法，类似于在大气层表面“打水漂流”。 使返回器首先高速进入大气层，然后通过大气层提供的升力“跳跃”，再次以第一宇宙速度进入大气层返回地面。

这是生死的“跳跃”。 如果“跳”成功，返回舱的速度将降至第一宇宙的速度，后面的过程轻型汽车走上了熟路。

值得一提的是，6年前，中国发射了探月工程3期再入飞行试验机，模拟了嫦娥5号的奔月、绕月、返回的全过程，成功验证了半弹道跳跃方法，使中国成为继美、苏之后世界第三大航天器从月球轨道返回地面的国家

即使使用半弹道跳跃法返回，返回器重新进入大气层也会面临热控难题。 反馈器的再入速度大、长，表面温度最高可达2000度以上，传导到内部会影响携带的月壤样品。

为此，中国宇航员采取了一系列措施，保证嫦娥五号的返回舱平安回家——

巧妙地设计回报的外形。 回报就像巢穴，在侧面挖洞，洞里有推力器。 大气层飞行时，回波不仅受到阻力，还会产生一定的升力。 用这微弱的升力，回波可以成功地实现半弹道跳跃方法的回波。

返回头披上“防热服”。 回送器使用蜂窝结构的防热层，其中填充了新的耐烧结材料。 这种新材料在气压加热导致温度上升时，可以有效地将回流与热流隔绝。

自主飞行过“黑障”。 返回机两次高速进入大气层会发生“黑障”。 高速摩擦使返回器表面气化，产生等离子体鞘层，切断返回器与地面的连接。 虽然在“黑障”的过程中天地通信中断，但并不意味着送话器会失控，重要的命令在进入“黑障”之前被写入送话器，送话器可以按照预设的副本执行命令。

回收伞的成功率更高。 在距离地面10公里以上的地方，返回机需要用降落伞回收着陆。 中国宇航员相应地建立了轻型小型化回收系统，优化了降落伞的结构设计，使用先进的材料和制造技术，实现了伞衣连接的伞绳在受力度恒定的情况下减重20%以上。 为了确保安全性，在打伞、摘伞等环节设计了备用方案，实现了“双保险”。 在多个管理下，确保在第一时间回收返还器。

不知不觉中，嫦娥五号已经和我们分开了十多天。

短暂的离别是为了更好的聚会。 第二天，我们期待着嫦娥五号能顺利完成任务。

嫦娥五号，等回来！

嫦娥五号采样返回印象

嫦娥五号探月，电视剧特别精彩。