成功奔月！嫦娥“五姑娘”要创造哪些历史？

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2020-11-24 10:09:34

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本次任务的采样地点选择在风暴洋西北部有哪些考量呢？航天科技集团五院嫦娥五号探测器系统副总设计师彭兢介绍称，嫦娥五号任务的着陆地点就在月球正面风暴洋西北部，这个位置过去还没有人类探测器，无论着陆还是载人的，还是返回的，都没有去过。科学家根据目前的研究成果，认为这块区域形成的地质年代比较年轻。相比过去已经带回到地球的样品和从地面开展的研究来讲，如果能够将这块区域的样品带回实验室进行分析，能够帮助人类更好地认识月球形成过程。同时，选择在暴风洋西北部采样也有从工程实现角度来考虑的因素。

为什么要采用两种采样方式呢？彭兢表示，从完成任务本身来讲，过去人类历史上无人月球采样，只有苏联用钻取方式，他们的钻头中间是一个中空结构，通过把钻头深入到月球表面以下，然后中空的管子里边能够取样。那么我们过了几十年再采样的话，当然也可以在苏联已经使用的这种钻取采样的基础上，提高技术水平，比如说采更多的样，还有另外一种方式就是换一种采样方式，然后获得不同的样品。所以从这个角度考虑，我们认为单一的采样方式获取的样品形式种类和总量等方面受限制比较多，用两种方式能够获得更多种类、更多数量的样品。另外我们从工程本身来讲，设计钻取和表取这两种方式，可以互为备份。

看点四：“五姑娘”采样返回要过N道关

嫦娥五号被“胖五”成功送入地月转移轨道，这是本次任务系列步骤中的第一步，后续它还将在20多天中突破层层技术难关并最终完成采样返回。

这一点从嫦娥五号任务的众多关键节点就可见一斑。据国家航天局探月与航天工程中心党委副书记关锋介绍，嫦娥五号任务在文昌航天发射场用长征五号运载火箭直接将探测器送入地月转移轨道，探测器与火箭分离之后，将完成地月转移、近月制动进入环月轨道，在环月轨道上四器要进行第一次分离，着陆器上升器组合体（“着上组合体”）与轨道器返回器组合体（“轨返组合体”）进行分离，着上组合体将降落在月球正面风暴洋西北部区域，之后在48小时之内通过机械臂表取与钻地钻取两种方式共采集月面的土壤和岩石样品约两公斤，同时进行科学探测。完成采样和封装后，上升器在月面起飞，与位于月球轨道上的轨返组合体进行交会对接，并将样品容器转移到返回器内，随后轨返组合体与上升器分离，在预定时机加速进入月地转移轨道，飞行至地球约5000公里高度时，轨道器和返回器再次进行分离，返回器以半弹道、跳跃式返回地球，距离地面10公里高度时，返回器开伞着陆于内蒙古四子王旗预定着陆区域。地面搜索回收力量在两天内完成地面回收。整个过程历时23天左右。

《》从航天科技集团五院了解到，发射成功后，嫦娥五号将经过11个阶段，20余天的在轨飞行过程，飞行程序非常复杂，技术性能要求严格。据专家介绍，嫦娥五号探测器任务技术难点主要表现在多个关键环节。

关键一：轨道设计复杂。嫦娥五号探测器飞行阶段多，各阶段轨道方案耦合紧密，轨道设计受到测控、运载和着陆场的限制，约束条件多，各飞行阶段轨道在控制和测定轨精度能力有限的情况下，匹配精度要求高；飞行过程还涉及月球轨道交会对接、月地转移等新的飞行阶段，飞行过程复杂，轨道设计难度大。

关键二：月面采样封装技术新。采样封装是嫦娥五号月球无人采样返回任务的核心环节之一。月面采样封装任务采用表钻结合，多点采样的方式，采样装置为全新研制，技术新、难度大。

关键三：月面起飞上升验证难。上升器基于着陆平台的月面起飞需解决月面起飞初始基准与起飞平台姿态不确定、发动机羽流导流空间受限、地月环境差异带来的验证技术难度大等问题。

关键四：月球轨道交会对接与样品转移自主性要求高。与近地轨道交会对接不同，嫦娥五号月球轨道交会对接任务，对对接和样品转移过程自主性要求高。需要在考虑各种约束条件下完成交会对接飞行方案设计；同时，月球交会对接过程中，地面测控支持能力受限，受到对接机构大小的限制，对接精度的要求较高。