航天科技人員在文昌航天發(fā)射場(chǎng)慶祝發(fā)射成功。

長(zhǎng)征五號(hào)遙五運(yùn)載火箭和嫦娥五號(hào)探測(cè)器完成技術(shù)區(qū)總裝測(cè)試工作后,，垂直轉(zhuǎn)運(yùn)至發(fā)射區(qū)。

圖片均為新華社發(fā)

“‘嫦娥’要去月球挖土了,！”

11月24日,，隨著嫦娥五號(hào)成功發(fā)射，這句頗為形象的話很快在網(wǎng)絡(luò)上流傳開來,。作為我國(guó)探月工程“繞,、落、回”三步走中的最后一步“回”,，嫦娥五號(hào)將開啟我國(guó)首次地外天體采樣返回之旅——飛到月球挖取月壤,，再帶著月壤返回地球，這被認(rèn)為是我國(guó)迄今最復(fù)雜的航天工程之一,。

“這次任務(wù)相對(duì)于我們已經(jīng)實(shí)施的繞月探測(cè),、落月探測(cè)來說，是一次新的,、更大的技術(shù)跨越,。”國(guó)家航天局探月與航天工程中心副主任,、探月工程三期副總設(shè)計(jì)師,、嫦娥五號(hào)任務(wù)新聞發(fā)言人裴照宇說。

在裴照宇看來,，嫦娥五號(hào)任務(wù)對(duì)于我們“繞,、落、回”整體規(guī)劃來說,，是收官之作,；對(duì)于未來我國(guó)月球探測(cè)來說，是奠基之作。

既是收官,，又是奠基,，可見嫦娥五號(hào)承擔(dān)的使命有多么艱巨和光榮。那么,，要去月球挖土的“嫦娥”,，這一路將面臨哪些挑戰(zhàn)？如何帶著月壤安全回家,？

任務(wù)過程約23天,，環(huán)環(huán)相扣不能有失誤

為何要去月球挖土？

一言以蔽之：為了更好地認(rèn)識(shí)月球,?！皩⒃氯罉悠穾Щ氐厍颍尶茖W(xué)家進(jìn)行系統(tǒng),、長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)室研究,，分析月壤的結(jié)構(gòu)、物理特性,、物質(zhì)組成,，可以深化月球成因和演化歷史的研究，為和平利用空間資源貢獻(xiàn)中國(guó)智慧,?！焙教炜萍技瘓F(tuán)五院嫦娥五號(hào)探測(cè)器副總設(shè)計(jì)師阮劍華說。

月球,，我們已去過多次,，但去月球自動(dòng)采樣并帶回地球，以前沒做過,。嫦娥五號(hào)任務(wù)的復(fù)雜性和難度,，可以用五個(gè)“首次”來詮釋?！耙皇堑赝馓祗w的采樣與封裝,，二是地外天體的起飛，三是月球軌道交會(huì)對(duì)接,，四是攜帶樣品高速地球再入,，五是樣品的存儲(chǔ)、分析和研究,，這在我國(guó)都是首次,。”裴照宇言簡(jiǎn)意賅,。

阮劍華介紹,，嫦娥五號(hào)發(fā)射后,，將經(jīng)過地月轉(zhuǎn)移、近月制動(dòng),、環(huán)月飛行,、月面軟著陸等過程，降落在月球正面風(fēng)暴洋東北部,，然后通過表取采樣機(jī)構(gòu)和鉆取采樣機(jī)構(gòu),，采集月表巖石和土壤樣品，同時(shí)開展科學(xué)探測(cè),。完成采樣和封裝后,，在月面起飛，經(jīng)過月球軌道交會(huì)對(duì)接,、月地轉(zhuǎn)移、再入地球等過程,，返回并著陸于內(nèi)蒙古四子王旗地區(qū),。整個(gè)任務(wù)總共11個(gè)飛行階段，過程大約持續(xù)23天,。

23天,，看似很長(zhǎng)，但其實(shí)整個(gè)任務(wù)流程都很緊湊,?！耙画h(huán)接一環(huán)，每一環(huán)留給我們的時(shí)間都不多,，每一步工作都要非常準(zhǔn)確,，各環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，不能有失誤,。如果有一個(gè)出現(xiàn)意外情況,，將帶來一系列后續(xù)問題?！迸嵴沼顝?qiáng)調(diào),。

挖土約2公斤，數(shù)量不算少

嫦娥五號(hào)探測(cè)器由上升器,、著陸器,、返回器、軌道器組成,，在經(jīng)歷地月轉(zhuǎn)移,、近月制動(dòng)、環(huán)月飛行后,，著陸器和上升器組合體將與軌道器和返回器組合體分離,，軌道器攜帶返回器留軌運(yùn)行，著陸器承載上升器擇機(jī)實(shí)施月球正面預(yù)選區(qū)域軟著陸。著陸月球后,，將在月面工作約兩天,，這兩天里的一個(gè)重要任務(wù)就是挖土。

挖土看似簡(jiǎn)單,，但不是隨便一鏟子下去就行,。嫦娥五號(hào)采集的樣品，將被用來研究月球的起因和演化,。要讓挖出來的土有更好的研究?jī)r(jià)值,，必須提高采樣的可靠性，增加樣品的多樣性,。因此,，嫦娥五號(hào)將通過鉆取和表取兩種方式來采集樣品。

科學(xué)家給嫦娥五號(hào)提出的挖土目標(biāo)是：約2公斤,。根據(jù)目前對(duì)采樣量的分配,，鉆取的樣品是約0.5公斤，表取的樣品是約1.5公斤,。

好不容易去一趟月球,，為何不多挖點(diǎn)土帶回來,？

“采集量的多少會(huì)影響到容器的大小,，進(jìn)而影響到整個(gè)探測(cè)器的體積,、重量,，以及推進(jìn)劑的需求,?！迸嵴沼罱忉?，比如,，為了鉆取0.5公斤的樣品,，探測(cè)器上的鉆取機(jī)構(gòu)要達(dá)到七八十公斤,；為了表取1.5公斤的樣品，表取機(jī)構(gòu)也要幾十公斤,；這100多公斤的采樣機(jī)構(gòu)都要由探測(cè)器送到月球去,，會(huì)影響到探測(cè)器整體的重量、體積和功耗,。

裴照宇指出,，以2公斤的采樣量作為初始值來設(shè)計(jì)探測(cè)器，嫦娥五號(hào)探測(cè)器的總重量達(dá)到8.2噸,。如果增加樣品的量,，整個(gè)探測(cè)器很多指標(biāo)都會(huì)增長(zhǎng)，8.2噸很可能不夠,，最后會(huì)超過火箭的運(yùn)載能力,，目前的設(shè)計(jì)是平衡后的結(jié)果,。“2公斤的數(shù)量不算少,，工程上可實(shí)現(xiàn),。”他說,。

再入地球充滿考驗(yàn),，帶回樣品就是成功

挖完土并封裝后，嫦娥五號(hào)將開啟回家之旅：上升器攜帶樣品從月面起飛,，在月球軌道與軌道器實(shí)現(xiàn)交會(huì)對(duì)接,，樣品從上升器轉(zhuǎn)移到返回器，然后軌道器攜帶返回器完成月地轉(zhuǎn)移,，返回器以第二宇宙速度再入地球,，最后在內(nèi)蒙古四子王旗地區(qū)著陸。這正是探月任務(wù)“繞,、落,、回”的最后一步——回。

要從月球回到地球,，嫦娥五號(hào)在月球軌道的交會(huì)對(duì)接很關(guān)鍵。這些年來,，我們對(duì)“交會(huì)對(duì)接”這個(gè)詞并不陌生,。我國(guó)載人航天工程曾進(jìn)行過多次交會(huì)對(duì)接。但這些交會(huì)對(duì)接都發(fā)生在地球軌道,，在月球軌道上交會(huì)對(duì)接,，嫦娥五號(hào)將是我國(guó)第一個(gè)。

完成交會(huì)對(duì)接和月地轉(zhuǎn)移后,，嫦娥五號(hào)返回器將進(jìn)入地球,。再入地球的過程，充滿考驗(yàn),。裴照宇指出,，從地球軌道再入地球是7.9公里每秒的速度（即第一宇宙速度），而從月球再入地球?qū)⑦_(dá)到11公里每秒的速度（即第二宇宙速度）,，增加了30%以上,。如此高速之下，探測(cè)器面臨的力和熱的環(huán)境要惡劣很多,。

目前,，嫦娥五號(hào)任務(wù)團(tuán)隊(duì)正在緊鑼密鼓地準(zhǔn)備飛控和返回器回收工作?！拔覀兊哪繕?biāo)是采樣返回,，采到樣品,，返回地球，就是成功,。不管帶多少,，都是成功！”裴照宇強(qiáng)調(diào),，“當(dāng)然,，既然設(shè)計(jì)了2公斤，我們會(huì)努力爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)這個(gè)指標(biāo),?！?/p>

為載人登月與深空探測(cè)打基礎(chǔ)

根據(jù)之前的部署，我國(guó)探月工程分為“無(wú)人月球探測(cè)”“載人登月”和“建立月球基地”三個(gè)階段,。此次成功發(fā)射嫦娥五號(hào)的任務(wù),，裴照宇將其總結(jié)為既是“收官之作”，又是“奠基之作”,。也就是說,，嫦娥五號(hào)在探月工程中將發(fā)揮著承上啟下的作用。

國(guó)家航天局表示,，嫦娥五號(hào)任務(wù)將完善探月工程體系,，為我國(guó)未來開展載人登月與深空探測(cè)積累重要的人才、技術(shù)和物質(zhì)基礎(chǔ),。這也意味著,，還有更艱巨的任務(wù)在等著我們。

“在探月工程三期研制過程中,，我們對(duì)后續(xù)的月球探測(cè)進(jìn)行了論證,，規(guī)劃了嫦娥七號(hào)和嫦娥八號(hào)任務(wù)，這兩次任務(wù)的目標(biāo)是建設(shè)月球科研站基本型,?！迸嵴沼钔嘎丁?/p>

在裴照宇看來,，我們現(xiàn)在對(duì)月球的認(rèn)識(shí),，就像一百年前對(duì)深海的認(rèn)識(shí)一樣，仍非常有限,，需要人類攜手一起探索,。“我們向國(guó)際社會(huì)發(fā)出了倡議,，希望與世界各國(guó)合作,，共建國(guó)際月球科研站，這將為月球科學(xué)探測(cè)和月球相關(guān)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)提供共享平臺(tái),?！?/p>