据上海晟皋电气小编了解，北京时间11月24日凌晨，长征五号遥五运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空，在破晓中划出一道金色弧线，成功将“嫦娥五号”月球探测器送入地月转移轨道。嫦娥五号探测器是迄今为止我国研制的*为复杂的航天器系统，也是我国目前重量*重的月球探测器。本次任务难度非常高，可谓“步步惊心”，同时看点也是层出不穷。
年度*有“分量”的发射
据国家航天局探月与航天工程中心党委副书记关锋介绍，探月工程三期是我国探月工程重大科技专项“绕、落、回”三步走战略的*后一步，将实现月球采样返回。三期工程规划实施两次采样返回，在嫦娥五号任务之后，后续还有嫦娥六号任务。嫦娥五号任务是我国迄今*复杂、难度*大的航天任务之一。
国家航天局探月与航天工程中心副主任、探月工程三期副总设计师、嫦娥五号任务新闻发言人裴照宇表示，嫦娥五号任务有望创造5个“中国**”：一是地外天体的采样与封装，二是地外天体的起飞，三是月球轨道交会对接，四是携带样品高速地球再入，五是样品的存储、分析和研究。
晟皋电气小编觉得此次嫦娥五号奔月工程除了意义重大，这次任务运载火箭和搭载的乘客也是“分量”十足。据专家介绍，嫦娥五号月球探测器重达8.2吨，是我国目前发射的重量*重的月球探测器。作为我国探月三期工程采样返回任务的核心，由中国航天科技集团研制的嫦娥五号探测器是迄今为止我国研制的*为复杂的航天器系统，由轨道器、返回器、着陆器、上升器四器共包含15个分系统组成。嫦娥五号探测器需要直接被送入近地点200公里、远地点41万公里的地月转移轨道，“在长征火箭家族中，只有长征五号火箭可以将这么重的载荷直接送入地月转移轨道，这是对运载火箭能力的集中检验，也是对中国航天能力的*佳注解。”长征五号火箭**总指挥、航天科技集团一院党委书记李明华介绍称。
此前美苏也曾进行过月球采样返回，本次任务有什么异同呢？据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，人类过去的采样返回任务要么是载人登月，通过航天员携带不同工具去采样，然后将样品带回来；或者像苏联用一个单一的采样装置去采样，每次采样量大概一两百克。而中国这次瞄准的是，采到公斤级样品。
嫦娥五号探测器什么样
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说，嫦娥五号探测器由四部分组成，总重量8.2吨，它的外形有点像穿糖葫芦，从上到下依次是上升器、着陆器、返回器和轨道器，这四部分在发射时组成的探测器整体高度约7.2米。
彭兢表示，从名字也能看出来这四部分各自的用途。上升器负责携带在月面收集到的样品从月球表面起飞，此后进入环绕月球轨道，与轨返组合体进行交会对接，并把样品转移到返回器里面。着陆器负责在月球表面着陆，它的功能包括携带上升器落在月面。着陆后，它*重要的工作是以钻取和表取方式完成月球表面的采样并完成封装。返回器的功能就是当完成交会对接、样品转移到返回器之后，由它携带样品返回地球。
轨道器的功能*为复杂。彭兢说，它主要承担在不同轨道上飞行的任务。发射时，它会携带其他三器，完成地球到月球的飞行。到月球后，轨道器要负责“刹车”，通过减速制动，使得探测器整体进入环绕月球轨道。然后轨道器和返回器构成的组合体与着陆上升器分开，着陆上升器前往月球表面着陆，轨道器返回器停留在轨道上，等待上升器携带样品从月面起飞进入月球轨道。完成交会对接和样品转移之后，等到合适时机，轨道器将携带返回器，加速从月球飞向地球，这个过程被称为月地转移。回到地球附近后，轨道器会释放返回器，让其携带样品回到地球。在此过程中，轨道器会在地面控制下完成规避机动，确保返回器能**着陆，然后轨道器将进入一个环绕地球的大椭圆轨道，等待后续处置。
为何在风暴洋降落采样
嫦娥五号任务的采样区域是在月球正面风暴洋西北部，预计采样量约两公斤，在月面工作时间约两天。
中国地质大学（武汉）行星科学研究所教授肖龙介绍称，月壤是研究月球的样本，由月球岩石在遭受陨石撞击、太阳风轰击和宇宙射线辐射等空间风化作用后形成，其中有大量的月球岩石碎块、矿物及陨石等物质。通过研究这些月壤物质，不但可以了解月球的地质演化历史，也为探索太阳活动等提供必要的信息。
嫦娥五号为什么选择在风暴洋西北部降落采样呢？彭兢介绍称，过去还没有人类探测器去过这个着陆地点。科学家认为，这块区域形成的地质年代比较年轻，如果将这块区域的样品带回实验室进行分析，能帮助人类更好地认识月球形成过程。同时，选择在风暴洋西北部采样也有从工程实现角度来考虑的因素。
彭兢表示，此前只有苏联完成过无人月球采样，当时采用钻取的方式，所用钻头是中空结构，把钻头深入月球表面以下，然后从里边获取岩石样本。我们借鉴苏联钻取采样的方式，并提高技术水平获得更多的月岩。但单一采样方式获取的样品受限较多，因此我们还将利用机械臂从月球表面抓取样品，这两种取样方式可以互为备份。
回家之路仍有挑战
根据国家航天局介绍，嫦娥五号返回地球时将采用���弹道、跳跃式返回模式，着陆区域为内蒙古四子王旗相关区域。早在2014年10月，中国就曾成功试验飞行器以**宇宙速度再入返回，验证了气动力、气动热防护、制导导航与控制等多项关键技术，为嫦娥五号任务奠定了坚实的基础。
有航天专家表示，“半弹道跳跃式飞行”增加了返回器在大气层的“一出一入”，从而减小着陆速度，有利于选择降落区。彭兢介绍说，嫦娥五号任务的返回器跟2014年验证试验时返回器状态基本一致。那次飞行试验的目的就是为了验证返回器能以**宇宙速度，也就是约每秒11公里的速度，返回地球大气层。其中涉及气动、防热、控制等一系列复杂关键技术。2014年的试验取得成功后，我们对完成嫦娥五号任务有了更大信心。不过与2014年的试验相比，嫦娥五号返回器还有一些细微差别。因为这次返回器要接收从月球表面起飞带上来的月球样品，所以多了一个返回舱，而且返回舱要保证在交互对接时能打开，确保样品容器进入舱里面，在返回地球过程中还要保证舱门可以严密关闭保护样品。针对这些差别，研制人员已经做了大量地面试验。
在此之前还有一个关键节点——高精度月地入射。《环球时报》记者了解到，月地入射的主要目的是通过月球轨道上的轨道机动，使轨返组合体进入月地转移轨道。由于月地关系不断变化，月地入射窗口及入射点位置均受到严格约束；同时，月地入射的精度在一定程度上决定了返回器再入点精度，影响返回器的**着陆，控制精度要求也非常高。
地面大网保障“嫦娥奔月”
嫦娥五号探月采样返回这么复杂的过程，全程需要一双“无形之手”牵引指挥。从火箭升空的那一刻起，火箭飞行、星箭分离、嫦娥五号落月、探月、采样、返回等整个过程，都依托由地面雷达、地面测控站、海上测量船及中继卫星等陆海空天全方位布局的系统，用无形电波张开的通信测控“天罗地网”，全程掌握嫦娥五号的位置、状态等信息，接收它发回来的数据，并向它传递来自地面的指令信息。
中国电科技术人员表示，长征五号火箭发射时，新一代雷达遥测综合测量系统提供了持续保障。它是国内首部大口径雷达遥测一体化系统，能跟踪火箭反射回波，即使在应答机或遥测设备异常情况下，仍能测量火箭飞行轨迹。
据中国电科工作人员介绍，不同于常规任务，月球探测任务面临着测控距离遥远、自由空间损耗、空间延时大以及任务场景复杂等诸多挑战。不久前我国头个深空天线组阵系统正式启用，与南美35米深空测控系统、佳木斯66米深空测控站，以及分散各地的地面测控站、海面测量船联袂出征，共同提供嫦娥五号的测控通信保障。该深空天线组阵系统由4个35米深空天线组成，可实现单天线或2/3/4任意天线组阵，从深度和广度上大大提升我国深空测控能力。中国电科技术人员表示，其中4天线组阵时拥有超过66米口径天线数据接收能力，测控距离超过4亿公里。
由于月地距离遥远，对嫦娥五号的测控通信微弱信号需要“遥控器”和灵敏“顺风耳”支撑。作为深空测控重要组成，大功率高功放设备是探测器通信链路的“遥控器”，能将微小的上行已调信号放大后，经大口径天线发射出去，实现对距离几十万公里以外月球探测器的精准控制；而特种低温接收机则像探测器的“顺风耳”，通过物理极限大幅降低电子器件热噪声，可在零下260摄氏度的低温环境下，**接收到来自遥远太空的微弱信号。
信息来源：人民日报 信息整理：上海晟皋电气科技有限公司
