11月24日4時30分，海南文昌發(fā)射場，長征五號遙五火箭托舉“嫦娥五號”月球探測器呼嘯升空。隨后，“嫦娥五號”成功入軌，發(fā)射取得圓滿成功！

長征五號運載火箭奔向蒼穹

點火升空 史嘯 攝

一箭穿云 史嘯 攝

探月三期工程收官之戰(zhàn)

長征五號遙五火箭 張翰 攝

我國探月工程分為“繞、落、回”三步走，“嫦娥五號”將執(zhí)行月球采樣返回任務，完成最后一步——回。因此，此次任務意義重大，是我國探月三期工程的收官之作，發(fā)射的成功為探月三期工程的圓滿完成奠定了重要基礎。

這是火箭院第6次執(zhí)行探月工程任務，此前均由長征三號甲系列火箭完成，先后將“嫦娥一號”“嫦娥二號”“嫦娥三號”“嫦娥五號T1再入返回飛行器”和“嫦娥四號”送入預定軌道，發(fā)射成功率100%。

2007年10月24日

長征三號甲火箭成功發(fā)射“嫦娥一號”，我國成為世界上第5個自主發(fā)射月球探測器的國家。

2010年10月1日

長征三號丙火箭成功發(fā)射“嫦娥二號”，我國成功突破直接地月轉(zhuǎn)移軌道發(fā)射技術。

2013年12月2日

長征三號乙火箭成功發(fā)射“嫦娥三號”。此次任務的圓滿成功，使我國成為世界上第3個實現(xiàn)月面軟著陸和月面巡視探測的國家。

2014年10月24日

長征三號丙火箭成功發(fā)射“嫦娥五號T1再入返回飛行器”，為“嫦娥五號”探路。

2018年12月8日

長征三號乙火箭成功發(fā)射“嫦娥四號”，執(zhí)行月球背面軟著陸和巡視探測任務。

2020年11月24日

長征五號火箭成功發(fā)射“嫦娥五號”，執(zhí)行月面采樣返回任務。

此次發(fā)射的“嫦娥五號”重量更重，約8.2噸，是此前發(fā)射的“嫦娥四號”月球探測器重量的2倍還多，因此要由我國運載能力最大的長征五號火箭來發(fā)射，將其送到近地點約200公里、遠地點約40萬公里的地月轉(zhuǎn)移軌道。

火箭吊裝 史嘯 攝

“嫦娥五號”發(fā)射任務是長征五號火箭立項研制后較早明確的國家重大工程任務。歷經(jīng)十年，“大火箭”終于與“嫦娥”攜手奔月，舉國關注、舉世矚目，發(fā)射凸顯三大看點。

看點一:15選1，最優(yōu)軌道奔月

“嫦娥五號”與“大火箭”分離后，還要飛行數(shù)天才能夠到達月球。奔月之旅，路途遙遠，“大火箭”為了讓“嫦娥”姑娘省點兒力氣，可以說貼心至極。

常規(guī)任務，一枚火箭有一條軌道就行了。探月三期工程對火箭發(fā)射概率和發(fā)射窗口提出了更高的要求，為克服臺風過境影響、提升故障適應性，設計團隊精心優(yōu)化設計了連續(xù)3天、每天連續(xù)50分鐘的主份和備份多軌道奔月發(fā)射方案。

駛出垂直總裝測試廠房 張翰 攝

長征五號火箭總體副主任計師劉秉介紹，與近地軌道任務相比，探月任務的軌道設計更加復雜。由于地月距離較遠，探測器用于中途修正所需的推進劑有限，而地球和月球的相對位置在不斷發(fā)生變化，還要考慮火箭與探測器分離后的光照因素，這對軌道設計提出了非常高的要求。

為了讓“嫦娥五號”更節(jié)省推進劑，在研制階段，火箭開展了精細化的“窄窗口多軌道”關鍵技術驗證攻關，可以在連續(xù)3天內(nèi)，每天有50分鐘的窗口，每10分鐘一條軌道，共規(guī)劃15條軌道，每條都可以將探測器準確送入預定軌道。這樣的話，“嫦娥五號”踏上奔月旅程后，可以減少軌道偏差的修正次數(shù)，既能節(jié)省燃料，也能更快地到達月球。

這項技術，在我國首次火星探測任務，也就是幾個月前，長征五號火箭發(fā)射“天問一號”時，已經(jīng)得到成功驗證。因此，長征五號火箭托舉“嫦娥五號”奔月，雖然要求比較高，但“大火箭”卻照樣應對自如。

由技術區(qū)轉(zhuǎn)入發(fā)射區(qū) 張翰 攝

看點二:為了奔月，“大火箭”挑戰(zhàn) 高難度動作

長征五號火箭點火升空后，要飛行2000多秒才能夠到達地月轉(zhuǎn)移軌道。為了把“嫦娥五號”精準送達目的地，它要在太空完成一個高難度動作——長時間滑行。

滑行，是指火箭主發(fā)動機關機后，火箭靠慣性向前飛行。聽上去絲毫不費力氣，但實際上，長時間滑行對一枚火箭特別是一枚零下200多度的“冰箭”來說，可是個不小的考驗。

整裝待發(fā) 張翰 攝

劉秉說：“從長征五號火箭二級發(fā)動機一次關機到再次點火，中間要間隔最長約900余秒。在這一開一關之間，‘大火箭’需要完成箭體姿態(tài)調(diào)整、低溫發(fā)動機二次啟動前預冷等工作，動作非常多。另外，滑行時間越長，火箭在空間輻射影響下的環(huán)境變化更加復雜，低溫推進劑溫度和貯箱承受的壓力也在不斷的變化?！?/p>

為了確保“嫦娥五號”發(fā)射萬無一失，研制人員將長時間滑行作為一大關鍵技術加以攻克，對“大火箭”長時間滑行適應性開展了深入細致的研究工作，并在長征五號火箭首飛以及后來的多次飛行中得到了成功驗證。

看點三:“座椅”更舒適、更安全

到達月球后，“嫦娥五號”要降落到月球，在月面采樣后返回地球，因此“嫦娥五號”既包含軌道器、著陸器，也包含上升器、返回器，結構更復雜、塊頭更大、重量更重。

為了讓“嫦娥五號”坐得更安全、更舒適，研制人員開展了大量的器箭聯(lián)合試驗和分析，對它們所處的電磁環(huán)境、力學環(huán)境、機械接口進行了多輪綜合優(yōu)化。

器罩組合體 史嘯 攝

劉秉介紹：“既要讓火箭與探測器的固有頻率錯開，彼此之間更‘默契’，不產(chǎn)生共振，同時還要讓‘嫦娥五號’坐得舒舒服服、穩(wěn)穩(wěn)當當?！?/p>

在長征五號火箭上，“嫦娥五號”的“座椅”是定制的。原來，衛(wèi)星與火箭之間通常用包帶相連，就像一個腰帶一樣。但“嫦娥五號”塊頭太大，以往的包帶連接方式最大只能滿足2.8米直徑的連接要求，而“嫦娥五號”與火箭的接口直徑達到了3.1米，傳統(tǒng)的包帶連接已無法滿足“嫦娥五號”任務的需求。

“所以，長征五號火箭采用了一種低沖擊分離裝置。它既要在飛行過程中連接可靠、安全，讓‘嫦娥五號’坐得穩(wěn)當，又能在器箭分離時降低沖擊，讓器箭安全舒適地分離。”劉秉說，此外，長征五號火箭整流罩上還專門設置了15個操作口和透波口，以便于“嫦娥五號”進行操作和傳輸數(shù)據(jù)。此次任務火箭整流罩的開口數(shù)量和總面積超過了以往發(fā)射任務，對整流罩的設計及發(fā)射場聯(lián)合操作提出了更高的要求。

整流罩吊裝 張森宇 攝

火箭卸船 張森宇 攝

對于我國探月工程來說，這次任務是探月三期工程的收官之戰(zhàn)。對于長征五號系列火箭來說，這也是今年的收官之戰(zhàn)。

從去年年底開始，長征五號系列火箭進入了高密度發(fā)射階段：2019年12月27日，長征五號遙三火箭發(fā)射成功；2020年5月5日，長征五號B火箭首飛成功；2020年7月23日，長征五號火箭成功發(fā)射“天問一號”火星探測器；2020年11月24日，長征五號火箭成功發(fā)射“嫦娥五號”月球探測器。

預計到明年初，長征五號B火箭還將發(fā)射空間站核心艙。一年內(nèi)4次成功，15個月間5發(fā)任務，“大火箭”迎來了新跨越！