人民網(wǎng)北京11月24日電（趙竹青）11月24日4時(shí)30分，我國(guó)長(zhǎng)征五號(hào)遙五運(yùn)載火箭在海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)點(diǎn)火升空，經(jīng)過(guò)2200多秒的飛行，成功將“嫦娥五號(hào)”月球探測(cè)器送入地月轉(zhuǎn)移軌道，發(fā)射取得圓滿成功。

記者從中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司了解到，作為我國(guó)探月工程“繞落回”三步走中的最后收官之戰(zhàn)，“嫦娥五號(hào)”將挑戰(zhàn)我國(guó)航天史上的四個(gè)“首次”。

首次月面自動(dòng)采樣

作為此次任務(wù)的核心關(guān)鍵之一，月球表面自動(dòng)采樣封裝是“嫦娥五號(hào)”任務(wù)中最引人注目的一個(gè)環(huán)節(jié)。在這個(gè)階段，嫦娥“五姑娘”將在月面選定區(qū)域著陸，并使出渾身解數(shù)采集月壤，實(shí)現(xiàn)我國(guó)首次月面自動(dòng)采樣。

為實(shí)現(xiàn)這一創(chuàng)新突破，來(lái)自航天科技集團(tuán)五院的設(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。

具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)著陸上升組合體順利軟著陸在月球表面，“嫦娥五號(hào)”就開(kāi)始了為期約2天的月面工作。她隨身攜帶的鉆取采樣裝置、表取采樣裝置、表取初級(jí)封裝裝置和密封封裝裝置等“神器”，將科學(xué)分工，精密配合，采取深鉆、淺鉆、“鏟土”、“挖土”、“夾土”等各種方式，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(huì)對(duì)接、月地轉(zhuǎn)移和再入回收等過(guò)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“五姑娘”完成月面工作后，她就要踏上“回娘家”的旅程。俗話說(shuō)萬(wàn)事開(kāi)頭難，想回娘家可不容易，第一步能否“邁好”至關(guān)重要，這就是涉及到突破我國(guó)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)火起飛了，這是一個(gè)高難度科目。眾所周知，運(yùn)載火箭在地球起飛是有一套完備的發(fā)射塔架系統(tǒng)的，點(diǎn)火起飛位置也經(jīng)過(guò)了精確測(cè)算，飛行軌道也是一遍遍計(jì)算好的。而月面起飛就不一樣了，它沒(méi)有一馬平川的起飛地，更沒(méi)有成熟完備的發(fā)射塔架，著陸器就相當(dāng)于上升器的發(fā)射塔架，托舉著“五姑娘”回家。

再加上月球表面環(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、下凹等不同的地形上。這就給起飛帶來(lái)了很大的難度。

此外，起飛時(shí)需要克服地月環(huán)境差異、發(fā)動(dòng)機(jī)羽流導(dǎo)流空間受限等難題。月面起飛的時(shí)候，還無(wú)法像運(yùn)載火箭一樣在地面發(fā)射前由地面人員完成測(cè)調(diào)和確認(rèn)，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。

不過(guò)，這些都難不倒“嫦娥”的設(shè)計(jì)師們。據(jù)了解，為了確保上升器能夠順利起飛上升，航天科技集團(tuán)五院“嫦娥五號(hào)”研制團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了大量的試驗(yàn)驗(yàn)證，并建立了一整套環(huán)環(huán)相扣的系統(tǒng)保證任務(wù)，為“嫦娥五號(hào)”勝利邁出回家一步保駕護(hù)航。

首次實(shí)現(xiàn)月球軌道交會(huì)對(duì)接

當(dāng)著陸器托舉上升器實(shí)現(xiàn)月面起飛上升后，嫦娥“五姑娘” 一路飛奔而去。但是僅僅依靠上升器是不可能實(shí)現(xiàn)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(huì)對(duì)接，把采集到的月壤轉(zhuǎn)移到返回器。

經(jīng)過(guò)幾十年的實(shí)踐探索，我國(guó)在載人航天領(lǐng)域已經(jīng)熟練掌握了近地軌道交會(huì)對(duì)接技術(shù)，但是在38萬(wàn)公里外的月球軌道上進(jìn)行無(wú)人交會(huì)對(duì)接不僅在我國(guó)尚屬首次，而且也是人類航天史上的第一次。

人類此前三次無(wú)人月球采樣任務(wù)，由于無(wú)法掌握月球軌道無(wú)人交會(huì)對(duì)接技術(shù)，采用的都是月面起飛直接返回地球的方案；而“嫦娥五號(hào)”則是采用具有世界先進(jìn)水平的月球軌道交會(huì)對(duì)接技術(shù)，這為研制團(tuán)隊(duì)帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。

為此，從上升器進(jìn)入環(huán)月飛行軌道開(kāi)始，一直到軌返組合體與上升器完成對(duì)接與樣品轉(zhuǎn)移為止，設(shè)計(jì)師們?yōu)殒隙稹拔骞媚铩本脑O(shè)計(jì)了交會(huì)、對(duì)接、組合體運(yùn)行、軌返組合體與對(duì)接艙分離等一系列關(guān)鍵動(dòng)作，助推“嫦娥五號(hào)”實(shí)現(xiàn)完美對(duì)接。

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(wàn)公里遠(yuǎn)的月球風(fēng)馳電掣般向地球飛來(lái)，這時(shí)它的飛行速度是接近每秒11公里的第二宇宙速度，而一般從近地軌道返回的航天器速度大多為每秒8公里的第一宇宙速度。

可別小看了這每秒3公里的差距。就好像扔石頭，同樣一塊石頭，從一層樓扔下來(lái)的速度和從十幾層樓扔下來(lái)速度肯定不一樣。同理，航天器從數(shù)百公里高的近地軌道返回和從38萬(wàn)公里遠(yuǎn)的月球返回必然不同，且差距巨大。一旦速度過(guò)猛，返回器一頭撞向地球，后果不堪設(shè)想。因此，必須讓返回器減速飛行。

為此，航天科技集團(tuán)五院“嫦娥五號(hào)”探測(cè)器的設(shè)計(jì)師們創(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，整個(gè)再入返回過(guò)程就是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(guò)程環(huán)環(huán)相扣，確保“嫦娥五號(hào)”能安全順利地降落在四子王旗著陸場(chǎng)。