嫦娥五号将实现的“四个首次”

文/ 郑恩红 庞丹

▲ 嫦娥五号探测器

“5、4、3、2、1，点 火！”11月24日凌晨，我国探月三期工程收官好戏震撼开幕，本次任务的“四个首次”引发了高度关注。

第一，首次在月球上“挖土”并打包。作为此次任务的核心关键之一，月球采样封装是嫦娥五号任务中最引人注目的一个环节。在月面工作约2天时间内，嫦五探测器将使出浑身解数采集月壤，实现我国首次月面自动采样。

设计师们精心设计了两种“挖土”模式：钻取和表取。嫦五探测器随身携带的钻取采样装置、表取采样装置、表取初级封装装置和密封封装装置等“神器”，将采取深钻、浅钻等各种方式，采集约2公斤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。

第二，首次月面起飞上升。当嫦五探测器完成月面工作后，就要开始为顺利“回家”做准备，月面起飞上升是第一步。事实上，这相当困难。

众所周知，火箭在地球上起飞有一套完备的发射塔架系统，起飞位置和飞行轨道都经过了精心测算。而月面起飞恰好相反，它没有成熟完备的发射塔架。虽然着陆器就相当于上升器的发射塔架，但月球表面环境复杂，着陆器不一定处于平稳状态，这就给起飞带来了很大的难度。

为了确保上升器能够顺利起飞上升，航天科技集团中国空间技术研究院嫦娥五号研制团队进行了大量的试验，并建立了一整套环环相扣的系统，为嫦五探测器“回家”保驾护航。

第三，首次实现月球轨道交会对接。嫦五探测器在月面起飞上升后，仅仅依靠上升器并不能返回地球，它需要飞到月球轨道上，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。

在中国的太空探索历程中，近地轨道交会对接技术已经不断成熟，但在38万公里外的月球轨道进行无人交会对接是国内首次，也是人类航天史上的首次。

据了解，人类此前3次无人月球采样任务，由于无法掌握月球轨道无人交会对接技术，采用的都是月面起飞直接返回地球的方案。设计师们为嫦五探测器精心设计了交会、对接、组合体运行等一系列关键动作，让嫦五探测器实现完美对接。

第四，首次带月壤高速再入返回地球。当返回器带着月壤从38万公里远的月球向地球飞来时，其飞行速度是接近每秒11公里的第二宇宙速度，而一般从近地轨道返回的航天器速度大多为每秒8公里的第一宇宙速度。

事实上，航天器从数百公里高的近地轨道返回和从38万公里远的月球返回迥然不同。一旦速度过猛，返回器一头撞向地球，后果不堪设想，因此必须让其减速飞行。

为此，设计师创新性地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。整个再入返回过程就是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，然后再以第一宇宙速度进入大气层，返回地面，整个过程环环相扣，最终确保嫦娥五号安全顺利“回家”。★