“嫦五”回家了!北京時(shí)間12月17日1時(shí)59分，嫦娥五號(hào)返回器在內(nèi)蒙古四子王旗預(yù)定區(qū)域成功著陸，標(biāo)志著中國(guó)首次地外天體采樣返回任務(wù)圓滿完成，為探月工程“繞、落、回”三步走發(fā)展規(guī)劃畫(huà)上了圓滿句號(hào)。

結(jié)束23天的探月行程，完成月球“挖土”、月面起飛、月球軌道無(wú)人交會(huì)對(duì)接等任務(wù)“打卡”——嫦娥五號(hào)的傳奇之旅，不僅為揭開(kāi)“月宮”秘密帶回了“禮物”，更為中國(guó)人的探月之夢(mèng)奠定基礎(chǔ)。

回家之路：減速防熱克難關(guān)

此前，嫦娥五號(hào)軌道器和返回器組合體在回家路上完成了兩次月地轉(zhuǎn)移軌道修正。12月17日凌晨1時(shí)許，北京航天飛行控制中心通過(guò)地面測(cè)控站向嫦娥五號(hào)軌返組合體注入高精度導(dǎo)航參數(shù)。隨后，軌道器與返回器在距南大西洋海平面高約5000公里處正常解鎖分離，軌道器按計(jì)劃完成規(guī)避機(jī)動(dòng)。承載著珍貴月壤的返回器獨(dú)自踏上返回地球的“最后一棒”。

雖然“導(dǎo)航”的指引讓返回器不會(huì)“迷路”，但嫦娥五號(hào)返回器的歸途絕非一帆風(fēng)順。

與之前嫦娥家族的4位“姐姐”相比，嫦娥五號(hào)是唯一一位拿到地月“往返票”的幸運(yùn)兒。截至目前，世界上只有美國(guó)、蘇聯(lián)的航天器以及中國(guó)探月三期再入返回飛行試驗(yàn)器開(kāi)展過(guò)繞月再入返回試驗(yàn)。2014年，為嫦娥五號(hào)探路的“嫦娥五T”平安返回地球，驗(yàn)證了再入技術(shù)的可靠性。

資料顯示，國(guó)外的再入航天器共有三類(lèi)：彈道式再入航天器、彈道—升力式再入航天器和升力式再入航天器。而中國(guó)的探月工程則采用了一種全新的再入方式——半彈道跳躍式再入返回。

何謂半彈道跳躍式再入返回?用更形象的比喻來(lái)說(shuō)，就如同在太空中打水漂，主要目的是為了“減速”。

據(jù)專(zhuān)家介紹，“近鄉(xiāng)心切”的嫦娥五號(hào)返回器，其飛行速度為每秒11.2公里的第二宇宙速度。與之相比，從數(shù)百公里高的近地軌道返回的航天器，其速度大多為每秒7.9公里的第一宇宙速度。每秒3.3公里差距看似不大，但返回器一旦速度過(guò)猛、撞向地球，后果不堪設(shè)想。

面對(duì)世界級(jí)的減速難題，中國(guó)科學(xué)家在反復(fù)學(xué)習(xí)、研究美蘇經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)中國(guó)航天器實(shí)際情況，決定借助地球大氣層這個(gè)航天器再入返回的天然屏障，通過(guò)空氣摩擦產(chǎn)生的阻力實(shí)現(xiàn)減速目的——返程路上，返回器先高速進(jìn)入大氣層，再借助大氣層提供的升力躍出大氣層，隨后再以第一宇宙速度“扎入”大氣層，返回地面。

高速進(jìn)入大氣層時(shí)，嫦娥五號(hào)返回器被大氣層摩擦產(chǎn)生劇烈高溫、熱量急劇提升，同樣是回家路上的一大挑戰(zhàn)。

專(zhuān)家表示，再入的速度提高一倍，再入熱量將提高8—9倍。如此高的溫度，一旦進(jìn)入返回器的內(nèi)部，后果將不堪設(shè)想。為此，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)為探測(cè)器巧妙設(shè)計(jì)了“貼心防熱衣”。從防熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、防熱材料成型工藝研究、焊接工藝研究，到工程樣機(jī)、結(jié)構(gòu)器、熱控器、專(zhuān)項(xiàng)試驗(yàn)驗(yàn)證器、正樣器……科研人員精心制作的“防熱衣”，成為嫦娥五號(hào)返回器安全返回家園的生命保證。

例如，針對(duì)月球軌道返回?zé)岘h(huán)境、空間環(huán)境和重量的要求，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)提出不同部位耐燒蝕和隔熱的具體需求與指標(biāo)，從33種新研材料中篩選出7種防熱材料，完成防熱材料的布局和局部防熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)由近地軌道再入到深空軌道再入的防熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的跨越。

最終，12月17日凌晨1時(shí)33分，嫦娥五號(hào)返回器進(jìn)入地球大氣層，經(jīng)過(guò)兩次氣動(dòng)減速“打水漂”后，在降至距地面約10公里高度時(shí)，打開(kāi)降落傘完成最后減速并保持姿態(tài)穩(wěn)定，隨后在預(yù)定區(qū)域平穩(wěn)著陸，整個(gè)過(guò)程耗時(shí)不到半個(gè)小時(shí)。

五個(gè)“首次”：深空探測(cè)新高度

從11月24日成功發(fā)射，到12月1日順利落月“挖土”;從12月3日首次實(shí)現(xiàn)月面起飛，到如今安全回家——嫦娥五號(hào)長(zhǎng)達(dá)23天的旅程，經(jīng)歷了地月轉(zhuǎn)移、近月制動(dòng)、環(huán)月飛行、月面著陸、自動(dòng)采樣、月面起飛、月軌交會(huì)對(duì)接、再入返回等多個(gè)難關(guān)，探月之旅收獲滿滿。

嫦娥五號(hào)任務(wù)作為我國(guó)復(fù)雜度最高、技術(shù)跨度最大的航天系統(tǒng)工程，成功實(shí)現(xiàn)了多方面技術(shù)創(chuàng)新、突破了一系列關(guān)鍵技術(shù)、創(chuàng)造了中國(guó)深空探測(cè)技術(shù)新高度。專(zhuān)家表示，“嫦五”探月成功對(duì)于我國(guó)提升航天技術(shù)水平、完善探月工程體系、開(kāi)展月球科學(xué)研究、組織后續(xù)月球及星際探測(cè)任務(wù)，具有承前啟后、里程碑式的重要意義。

國(guó)家航天局副局長(zhǎng)、探月工程副總指揮吳艷華介紹，嫦娥五號(hào)任務(wù)創(chuàng)造了5項(xiàng)“首次”：地外天體的采樣與封裝;地外天體上的點(diǎn)火起飛、精確入軌;月球軌道無(wú)人交會(huì)對(duì)接和樣品轉(zhuǎn)移;攜帶樣品以第二宇宙速度返回;建立我國(guó)月球樣品的存儲(chǔ)、分析和研究系統(tǒng)。

忙碌了近1個(gè)月的嫦娥五號(hào)可以暫時(shí)“休息”，但對(duì)“嫦五”帶回的月壤研究才剛剛開(kāi)始。按計(jì)劃，回收后的嫦娥五號(hào)返回器在完成必要的地面處理工作后，將空運(yùn)至北京開(kāi)艙，取出樣品容器及搭載物。國(guó)家航天局將擇機(jī)舉行交接儀式，正式向地面應(yīng)用系統(tǒng)移交月球樣品，我國(guó)首次地外天體樣品儲(chǔ)存、分析和研究相關(guān)工作也將隨之啟動(dòng)。

中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員、探月工程三期副總設(shè)計(jì)師李春來(lái)表示，中國(guó)將在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行長(zhǎng)期的、系統(tǒng)的對(duì)月球樣品的研究工作，包括月球的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、物理特性、化學(xué)成份、同位素組成、礦物特點(diǎn)和地質(zhì)演化等，深化對(duì)月球起源、演化方面的認(rèn)識(shí)。據(jù)了解，中科院國(guó)家天文臺(tái)目前已建成國(guó)內(nèi)首個(gè)“月球樣品實(shí)驗(yàn)室”，具備“地外樣品”存儲(chǔ)、處理和分析的能力。除此之外，吳艷華表示，國(guó)家航天局經(jīng)組織研究，還將在毛澤東的故鄉(xiāng)湖南韶山進(jìn)行異地災(zāi)備，以告慰毛主席生前“可上九天攬?jiān)?rdquo;的夙愿。

此前，很多國(guó)家向中國(guó)提出了共同研究月球土壤的意愿，很多普通民眾也希望近距離一睹月壤“真容”。對(duì)此，有關(guān)專(zhuān)家表示，為了做好月球樣品的管理工作和數(shù)據(jù)共享工作，國(guó)家航天局將專(zhuān)門(mén)印發(fā)月球樣品的管理辦法和后續(xù)管理政策，并向國(guó)際同行發(fā)出征集月球樣品分析的相關(guān)方案，開(kāi)展共同研究和成果共享;有一部分樣品可能按照國(guó)際慣例，作為國(guó)禮相送;同時(shí)，為了能早一點(diǎn)與公眾見(jiàn)面，有一部分樣品將入藏國(guó)家博物館向公眾展示，進(jìn)行科普教育。

“外空資源是人類(lèi)的共同財(cái)富。中國(guó)政府愿意與各國(guó)志同道合的機(jī)構(gòu)和科學(xué)家共享月球樣品，來(lái)進(jìn)行科學(xué)研究。”吳艷華說(shuō)，中國(guó)將在平等互利、和平利用、合作共贏的原則基礎(chǔ)上，開(kāi)展真誠(chéng)友好的合作。

奠基未來(lái)：月球建站上日程

“嫦娥五號(hào)任務(wù)既是收官之作，更是奠基之作。”嫦娥五號(hào)任務(wù)新聞發(fā)言人、國(guó)家航天局探月與航天工程中心副主任裴照宇表示。

據(jù)國(guó)家航天局介紹，中國(guó)探月工程四期和行星探測(cè)工程將接續(xù)實(shí)施。目前，首次火星探測(cè)任務(wù)天問(wèn)一號(hào)正在奔火的征程;嫦娥六號(hào)、七號(hào)、八號(hào)，小行星探測(cè)、火星取樣返回、木星系探測(cè)等工程任務(wù)也將按計(jì)劃陸續(xù)實(shí)施。

吳艷華說(shuō)，“十四五”期間，在月球探測(cè)方面，中國(guó)將實(shí)施探月四期工程的4次任務(wù)，其中包括嫦娥四號(hào)月球背面著陸巡視探測(cè)，嫦娥六號(hào)在月球極區(qū)采樣返回的相關(guān)工作以及嫦娥七號(hào)和八號(hào)任務(wù)等。中國(guó)將以此為契機(jī)，與有關(guān)國(guó)家和國(guó)際組織合作，共同論證初步建設(shè)月球科研站的基本能力或驗(yàn)證核心技術(shù)。

未來(lái)中國(guó)會(huì)不會(huì)有載人登月的計(jì)劃?吳艷華表示，按照中國(guó)政府初步意向，先做好關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，等近地軌道空間站建成再進(jìn)行規(guī)劃論證。

“我們搞載人登月，一定是服務(wù)于科研、服務(wù)于探索未知。目前中國(guó)開(kāi)展的月面起飛、軌道交會(huì)對(duì)接和再入返回等，都是未來(lái)載人返回的必要技術(shù)。這些技術(shù)通過(guò)驗(yàn)證，也是為未來(lái)載人登月打基礎(chǔ)。”吳艷華說(shuō)。

關(guān)鍵詞： 嫦五 月宮新傳奇