“嫦娥五號”發(fā)射成功探月 關鍵技術具世界先進水平

11月24日，搭載著“嫦娥五號”探測器的長征五號火箭發(fā)射成功，中國“探月工程”第三步拉開序幕。本次任務是“探月工程”的第六次任務，也是中國航天迄今為止最復雜、難度最大的任務之一，將實現(xiàn)中國首次月球無人采樣返回，助力深化月球成因和演化歷史等科學研究。

11月24日4時30分，隨著巨大的轟鳴聲，“長征五號”遙五運載火箭在海南文昌發(fā)射場騰空而起。經(jīng)過2200秒的飛行，順利將“嫦娥五號”探測器送入預定軌道。后續(xù),“嫦娥五號”還將經(jīng)過11個階段、20余天的在軌飛行過程，采集約2kg的月球樣品并返回地球。

和前幾次探月任務相比，本次任務最重要的目標就是“采樣返回”。這也是中國“探月工程”規(guī)劃的“繞、落、回”中的第三步。探月工程三期副總設計師裴照宇介紹：“工程的目標是三個方面：一是突破跟采樣返回相關的新的一些關鍵技術。二是實現(xiàn)地外天體的自動采樣返回。三是進一步完善探月工程體系，為載人登月和深空探測奠定一定的人才、技術和物質(zhì)基礎。”

過去，國際上也有一些國家實施過月球采樣返回。但中國此次采用無人交會對接的方式進行月球樣本采集并返回，在世界上還尚屬首次。中國航天科技集團“嫦娥五號”探測器系統(tǒng)副總設計師彭兢介紹：“過去的任務要么是載人登月，通過宇航員攜帶不同的工具去采樣，然后通過宇航員的返回將樣品帶回來?；蛘呦裉K聯(lián)用一個單一的采樣裝置去采樣，而且每次采樣量大概只有100克到200克量級。而我們這次瞄準的是要采到公斤級的樣品。所以不管是采樣的方式、采樣的量，還有采用交會對接的方式等，在國際上目前還沒有人實現(xiàn)。”

為了確保相關工程任務目標的實現(xiàn)，中國研制的“嫦娥五號”探測器成為迄今為止最為復雜的航天器系統(tǒng)，由軌道器、返回器、著陸器、上升器四個部分組成。在整個任務中，這四個部分將相互協(xié)作，助力“嫦娥五號”完成首次月面自動采樣與封裝、首次月面起飛上升、首次月球軌道交會對接、首次帶月壤高速再入返回地球等一系列任務難點。“嫦娥五號”探測器副總指揮、中國航天科技集團上海航天技術研究院科技委常委張玉花說：“‘嫦娥五號’是探月工程‘繞、落、回’中‘回’的這一步，這一步應該說相比前面幾步跨度是很大的。自動月面采樣返回，在月球表面要起飛，在月球軌道要交會對接、樣品轉(zhuǎn)移，世界上我們這是第一次。然后從地月返回的話，采用跳躍式的返回，也是第一次。所以，‘嫦娥五號’我們要面臨的挑戰(zhàn)和難點比較多。”

作為此次任務的核心關鍵之一，月球表面自動采樣備受關注。在這個階段，“嫦娥五號”首先將在月球選定區(qū)域--月球正面的風暴洋西北部著陸，并采用“鉆取”和“表取”兩種方式對月球進行采樣。中國航天科技集團“嫦娥五號”探測器系統(tǒng)副總設計師彭兢說：“中國的科學家們提出來要構成月球歷史完整的畫卷，需要有不同年代的樣品。所以通過分析，他們認為現(xiàn)在選定的風暴洋西北部這個地區(qū)帶回來的樣品，由于比較年輕，跟之前的樣品放在一起，能夠整體上對月球形成和演化的過程有更好的了解。我們有兩種方式能夠獲得更多不同種類的樣品，更多數(shù)量的樣品。另外，表取和鉆取這兩種方式也可以互為備份。”

此前，人類的無人月球采樣任務，采用的都是月面起飛直接返回地球的方案。而“嫦娥五號”則是采用具有世界先進水平的月球軌道交會對接。中國航天科技集團八院“嫦娥五號”探測器副總設計師查學雷表示：“我們在近地軌道上，也就是原來的載人飛船上，以及天宮空間站上，都是用的撞擊式的對接機構。但是月球軌道上有它的特點，所以我們用了全新的、實際上是輕型化的一種叫‘抓捕式’的對接機構，它的主要特點就是相對很輕，這樣的話能夠保證我們月球探測器減重的需求。另外一個特點，因為我們在月球軌道上進行對接，距離地球很遠，這對控制處置來說，要比在地球軌道上更難。另外，我們的時效性要求比較高，交會對接我們大概不到10分鐘，捕獲也就1分鐘。”

據(jù)介紹，此次發(fā)射任務是中國新一代大推力低溫液體運載火箭--長征五號系列運載火箭的第六次發(fā)射，也是2020年第三次執(zhí)行發(fā)射任務。此前，長征五號B遙一火箭成功首飛;長征五號遙四火箭成功發(fā)射了“天問一號”火星探測器。(記者 李琳、魏宇晨)

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