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世界目光再一次聚焦中国海南文昌航天发射场。11 月 24 日凌晨 4 时 30 分，长征五号运载火箭在这里成功将嫦娥五号探测器发射升空。这是我国探月工程 " 绕、落、回 " 三步走的收官之战 , 将实现我国首次月球无人采样返回任务。
我国探月三期工程采样返回任务的核心——嫦娥五号探测器，是迄今为止我国研制的最为复杂的航天器系统，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。20 余天中，嫦娥五号将经过 11 个阶段在轨飞行过程，采集约 2 公斤月球样品返回地球。
嫦娥五号究竟有多复杂？
首先，相较于神舟飞船和嫦娥三号均只有两个部分需要分离，即两个分离面，嫦娥五号探测器由于一次发射要完成采样与返回任务，因此，技术要求上决定了该探测器具有轨道器和着陆器组合体、着陆器和上升器组合体、轨道器和返回器组合体、轨道器和支撑舱以及轨道器与对接支架 5 个分离面，这些分离面均只有一次性工作的特点，任何一次分离出问题，都将给任务的实施带来灾难性的后果。
分离难度固然不低，但月球取土、月表样品转移、月面垂直上升、月球轨道交会对接等更具挑战。
从取样看，对控制的要求堪称苛刻。
嫦娥五号无人采样器通过 " 采样钻头深入月球内部 " 和 " 采样机械臂月球表面采样 " 两种方法，获取月球样品。之后，需要转移到上升器里，上升器与轨道器对接后，又要将上升器里面的样品通过轨道器转移到返回器里面，整个环节必须分毫不差，丝丝相叩，天衣无缝。
而在对接上，虽然我国已掌握空间交会对接技术，但以往神舟飞船与天宫飞行器交会对接是在距地球 400 公里左右的地球轨道上进行的，而嫦娥五号探测器将在距地球 38 万公里的月球轨道上，完成上升器与轨道器的交会对接，无法借助导航卫星帮助，这就需要突破月球轨道测控精度、月球轨道敏感器交互、轻小型航天器对接等技术。
其次，月球的严酷环境也是一大挑战。
嫦娥五号不但面临着昼夜约 330 ℃的温差，无人采样器需在零上 150 ℃的月表工作，如何保证采样器在如此高温下正常工作？还有，上升器发动机点火瞬间温度高达数千度，如何避免烧毁上升器和着陆器？都是一个个难以想象的关口。
当取到真经后，如何返回地球？这就要精准把握月地入射的精度。
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，由于月地关系的不断变化，月地入射窗口及入射点位置均受到严格约束，为理论上的零窗口；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，影响返回器的安全着陆，控制精度要求高。
嫦娥五号任务中，最终携带样品以接近第二宇宙速度返回地球的返回器，是整个任务需要闯过的最后一个重要关口。
据透露，嫦娥五号探测器再入返回设计继承了飞行试验器的设计，任务的再入航程与飞行试验器基本一致。但装有月壤的样品容器重量有一定的不确定性，有可能影响返回器的质量特性，对返回器导航与控制分系统提出更高要求。
20 多天后，一起期待嫦娥五号带着来自月球上的两公斤样品安全抵达中国四子王旗着陆场。
栏目主编：刘锟 本文作者：刘锟 张煜 文字编辑：刘锟 题图来源：中国航天科技集团
视频来源：中国航天科技集团五院