11月24日凌晨4时30分,中国在文昌航天发射场用长征五号遥五运载火箭,成功将嫦娥五号月球探测器送入地月转移轨道,发射取得圆满成功。这是中国探月工程“绕、落、回”三步走的收官之战,同时也是中国目前技术难度最大、系统组成最复杂的航天任务之一,此次任务将实现中国首次地外天体采样返回。
今年最具“分量”发射
　　11月24日凌晨4时30分,长征五号遥五运载火箭点火升空,成功将嫦娥五号月球探测器送入地月转移轨道。这是长征五号系列运载火箭的第六次发射,也标志着长征系列火箭圆满完成我国探月工程三期所有发射任务,成功率达100%。
　　长征五号运载火箭由中国航天科技集团所属中国运载火箭技术研究院研制,是目前我国运载能力最大的火箭。此次“长五”发射“嫦五”,也是今年最具“分量”的发射。嫦娥五号月球探测器重达8.2吨,是我国目前发射的重量最重的探测器。探月路上,嫦娥五号探测器需要进入近地点200公里、远地点约41万公里的地月转移轨道。
　　国家航天局探月与航天工程中心党委副书记关锋介绍,嫦娥五号任务是我国航天领域迄今为止最复杂、难度最大的任务之一。任务的主要目标是发射探测器着陆月球,然后采取机械臂表取和钻具钻取两种方式采集大约2千克月壤,最后通过半弹道跳跃式再入方式返回地球。
有望实现五个“首次”
　　嫦娥五号探测器是中国首个实施无人月面采样返回的航天器,有望实现中国航天史上的五个“首次”。
　　——首次月面自动采样。月球表面自动采样封装是嫦娥五号任务中最引人注目的一个环节,中国航天科技集团所属中国空间技术研究院的设计师精心设计了两种“挖土”模式:钻取和表取。当着陆上升组合体顺利软着陆在月球表面,嫦娥五号将开展为期约2天的月面工作,采集约2千克月壤并进行密封封装,经月面起飞、月球轨道交会对接、月地转移和再入回收等过程将月球样品安全送至地球家园。
　　——首次月面起飞上升。当嫦娥五号完成月面工作后,它就要踏上“回娘家”的旅程,这就是涉及到突破中国航天史上另一个首次——月面起飞上升。顺利完成月壤采样封装后,上升器就要准备月面点火起飞,这是一个高难度科目。月球表面环境复杂,着陆器不一定是四平八稳的状态,这给起飞带来很大难度。
　　——首次月球轨道交会对接。当着陆器托举上升器实现月面起飞上升后,嫦娥五号需要一路飞奔到月球轨道上,在这里与轨返组合体交会对接,把采集到的月壤转移到返回器。中国在载人航天领域已经熟练掌握了近地轨道交会对接技术,但是在38万公里外的月球轨道上进行无人交会对接不仅在中国尚属首次,也是人类航天史上的第一次。
　　——首次带月壤高速再入返回地球。当返回器带着月壤,从38万公里远的月球风驰电掣般向地球飞来,它的飞行速度是接近每秒11公里的第二宇宙速度。科研人员创新提出了半弹道跳跃式再入返回技术方案,就像在太空打水漂一样,让返回器先是高速进入大气层,再借助大气层提供的升力跃出大气层,返回地面。整个过程环环相扣,确保嫦娥五号能安全顺利地降落在内蒙古四子王旗着陆场。
　　——首次自取月球样品的存储、分析和研究。嫦娥五号探测器随身携带各种“神器”,采集约2千克月壤进行密封封装并安全送回地球。科研人员将首次对中国自取月球样品进行存储、分析和研究。
　　探月三步走的最后一步
　　中国探月工程于2004年立项实施,确定了“绕、落、回”三步走战略规划。嫦娥一号到嫦娥四号任务的成功实施,已圆满完成三步走战略的前两步。如今嫦娥五号探测器发射升空,有望实现探月工程三步走的最后一步“回”。
　　由中国航天科技集团研制的嫦娥五号探测器是迄今为止中国研制的最为复杂的航天器系统之一,由轨道器、返回器、着陆器、上升器4个器组成,包含15个分系统。
　　在此次任务中,嫦娥五号探测器将经过二十余天的在轨飞行,采集约2千克的月球样品返回地球。期间包含发射入轨、地月转移、近月制动、环月飞行、着陆下降、月面工作、月面上升、交会对接与样品转移、环月等待、月地转移、再入回收等11个阶段。
　　中国国家航天局表示,嫦娥五号任务计划实现三大工程目标:一是突破窄窗口多轨道装订发射、月面自动采样与封装、月面起飞、月球轨道交会对接、月球样品储存等关键技术,提升中国航天技术水平；二是实现中国首次地外天体自动采样返回,推动中国科学技术重大进步；三是完善探月工程体系,为中国未来开展载人登月与深空探测积累重要的人才、技术和物质基础。
　　嫦娥五号任务的科学目标主要是开展着陆点区域形貌探测和地质背景勘察,获取与月球样品相关的现场分析数据,建立现场探测数据与实验室分析数据之间的联系；对月球样品进行系统、长期的实验室研究,分析月壤的结构、物理特性、物质组成,深化月球成因和演化历史的研究。
　　科普
为什么选在凌晨发射
　　此次发射的时间在凌晨,为什么要选择凌晨升空?中国航天科技集团一院总体部设计师钱航表示,主要原因是便于奔月轨道设计、减少太阳活动影响、利于信号传播及观测等。
　　月球探测与火星探测一样,都属于深空探测。钱航说,在火箭发射轨道设计上,要考虑到地月相对位置关系。此次发射嫦娥五号探测器,要在满足地球与月球位置关系的限制、火箭射向和滑行时间的约束、探测器地月转移时间、返回器再入航程等条件下,选择最合适的发射时间,也就是确定火箭的发射窗口,而凌晨发射最有利于奔月轨道的设计。
　　“太阳活动特别是太阳风会干扰电子信号传播,影响地面科研人员操控。”钱航介绍,长征五号选择在凌晨飞向宇宙,此时地球正好把太阳光直接遮蔽住,避免了过多太阳辐射的影响。
　　钱航还表示,天气条件对于航天发射至关重要。在凌晨,天气状况比较稳定,云层更少,有利于火箭发射及信号的传播。同时,可更好地利用望远镜等天文设备,对观察到的发射情况做出总结。此外,由于凌晨整体环境亮度较低,火箭喷射火焰飞向太空时非常显眼和突出,有利于地面光学和测量设备跟踪到目标,收集相关信息。
　　　　　　　　本报综合新华社等报道