本系列的第十篇终于来了！虽然咱这效率实在是有点感人，还好终归还是比“快递小姐”要快上那么一点。额，好像一不小心说漏嘴，提前给剧透了！ 经过前面从嫦娥一号到四号的不断积累，到月球上带点“礼物”回来的条件也终于成熟了。于是，咱们这回的主角嫦娥五号带着工具和打包盒，向着月球进发，咱们也一起看看去吧！ 第十篇 天外投递 嫦娥三号及四号的任务均取得成功，也就意味着我国探月工程当中落月这一步已经圆满完成，下一步就是采样返回了。 但其实早在2014年，也就是嫦娥三号还在月面上执行任务的时候，这个采样返回的先行者就已经起航了。诶，好像有哪里不对哈。这时候嫦娥四号、玉兔二号和鹊桥中继星都还在研制阶段，怎么嫦娥五号反倒先走一步了呢？ 还记得在嫦娥三号执行任务之前，嫦娥二号去给它探路的事情吗？采样返回这么重大的事情，还是咱们的首次，怎么能一开始就把咱嫦娥姐姐的真身派过去呢？这回发射的是一个试验探测器，被取名为“小飞”。它由服务舱和返回器组成，其中返回器的外形跟载人飞船的返回舱颇为类似，也和嫦娥五号的返回器基本保持一致。 好不容易飞一趟，小飞可没闲着，光是地球与月球的合照就拍了不少。10月31日，返回器在内蒙古四子王旗顺利降落。服务舱则不与其一同载入地球大气层，而是与返回器分离后绕地球抬升并再次飞向月球。11月27日，其进入环绕地月L2点的轨道运行，也就是后来咱“搭建”鹊桥的地方。后来其又进入了环月轨道，并开展了一系列实验，可谓给后来者做足了前期准备工作。 2020年11月24日4时30分，海南文昌发射场，长征五号遥五运载火箭载着嫦娥五号发射升空，嫦娥五号正式启程。经过112小时的飞行，探测器在距离月面约400千米处成功刹车，并顺利进入了环月轨道。11月29日20时25分，嫦娥五号在近月点实施变轨，从原先的椭圆轨道变为近圆形的环月轨道。 OK,现在先让我们大概了解一下这回探测器的构造吧。这里先预警一下，后面会出现诸如着陆器上升器组合体、轨道器返回器组合体这样拗口的名字。其实媒体刚开始报道的时候，是和内部人员一样使用着上组合体、轨返组合体这样的简称，但后来或许是怕大伙听了一脸懵，也就改为用这样拗口的全称了。这里就请各位稍微忍一下哈。 嫦娥五号由着陆器、上升器、轨道器和返回器这四部分组成。当嫦娥五号抵达预定的环月轨道后，着陆器、上升器会与其余部分分离，随后这个着陆器和上升器的组合体会择机实施月面软着陆，采样这事情就交给它们了。至于剩下的轨道器返回器组合体，会留在轨道上，等下面负责挖土的把活干完了自己上来。还好这是机器不适人哈，否则等待的时间可以美美地泡壶茶或者咖啡好好享受享受了。 当采样完成以后，样品会被转移到上升器，随后它将会合着陆器分离，在月面起飞并和留在上面的轨道器返回器组合体对接，样品也会被转移到返回器里。完成使命的上升器最终会受控降落在月面指定地点。 咦，这难道不是用完就扔吗？没办法，为了尽量省燃料，只能尽量把每一次发射的质量减小，这也是把探测器设计成这样几个部分的目的。话说上升器其实已经算不错了，那个可怜的着陆器，不仅在月面着陆后不能再次起飞，而且上升器在起飞的时候，还是把着陆器当发射架来用的，临走之前还要给“踩上一脚”。 轨道器返回器组合体在拿到样品后，会择机发射并离开环月轨道。在来到地球跟前的时候，二者也会分离，由返回器带着样品独自返回并降落地面，这才算真正把“快递”给送了回来。 好了，大致的过程就是这样。看，这只是简要地介绍一下，结果都费了这么多的篇幅，可见这次工程之复杂。诶，都差点忘了刚才讲到哪里了。 12月1日23时11分，嫦娥五号探测器的着陆器上升器组合体在月球正面风暴洋的吕姆克山脉以北地区，正式开展48小时自主工作。 至于探测器是怎么挖土的，一是用钻具进行钻取，可以采集到较深的样本，但是能采集的量很有限，并且采集的点是较为固定的。另一种则是用机械臂直接在月表抓取，也称为表取。好处是能取的量比较多，而且具体采集哪个地方的月壤，在机械臂可及的范围内是有一定选择余地的，但是就只能采集月表的样本了。最终的目标，是采集约2千克月壤并进行密封封装。历经19小时，采样工作宣告完成。 在完成采样、封装的工作后，上升器在起飞前还做了一件有意义的事情，在月面升起五星红旗。早在嫦娥三号和玉兔号成功来到月面时，五星红旗就已经在月面上亮相过了。不过，那其实都是喷涂在探测器和月球车表面的，这回嫦娥五号可是带了一面真正的国旗。与普通的国旗不同，这面旗帜是为适应月球上那极端恶劣的环境而量身定制的。科学家在经过多次试验后，选用了一种全新的复合材料用于国旗展示系统。旗帜长2米，宽0.9米。 上升器终于要起飞了。刚才说过，它是把着陆器当发射架，站在它上面发射的。由于月面环境复杂，此时并不能保证着陆器处于平稳状态，也就增加了起飞的难度，且整个起飞过程只能靠航天器自主完成。 12月3日23时10分，嫦娥五号上升器在月面点火，成功带着样品来到预定的环月轨道。12月6日6时12分，上升器将样品荣气安全转移到返回器中，快递成功被揽收。这是我国首次实现航天器在月球轨道上交会对接，也是人类史上第一次在月球轨道上实现航天器的无人交会对接。由于信号在月地之间传输一个来回有2秒多的延迟，对接的全程地面是无法进行协助的，只能由它俩自己“看着办”，这也是这次对接最大的难点。 “快递”已经送到“快递车”上，“快递小哥”也该走了。同日12时35分，嫦娥五号轨道器返回器组合体与上升器成功分离，进入环月等待阶段，将择机返回地球，上升器则于两天后按照地面指令受控降落于月面。大约7天后，轨道器返回器组合体成功进入月地转移轨道，带着那宝贵的“货物”踏上了归程。 对了，这次回来还有一个重要的问题需要解决，那就是返回器的速度太快了。一般来说，从近地轨道返回的航天器，其速度也就在每秒7.9千米左右，也就是第一宇宙速度。而这次返回器从月地转移轨道杀回来，当到达近地点时，那可是接近第二宇宙速度的，约每秒11千米。这么快的速度，要是一个不小心给撞了，那不是功亏一篑了？ 那怎么办呢？科学家们想了一个巧妙的办法。为了让返回器在进入大气层时减速，咱们就打一回“太空水漂”吧！ 听着是不是感觉还挺好玩？但这毕竟只是个生动的比喻。能安排到这种地方来的，哪个不是技术活？ 具体的过程大致如下：返回器先以高速进入大气层，再借助大气层所提供的升力“弹跳”起来，使得返回器的速度降低。随后，返回器会因地球引力的吸引而重新落回大气层。而刚才跳那一下，就是为了让返回器可以先把速度减到第一宇宙速度再落回来。至于为什么能把速度控制得如此精准，那自然是先前练过的！还记得我们开头提到过的“小飞”吗？它可是为嫦娥五号能顺利带着样品返回奠定了良好基础的哦。 12月17日1时59分，嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗着陆场安全降落，“快递”总算是到家了。“快递”到手之后不得称一下？经过初步测量，探测器总共采集到了约1731克的样品，这对于无人采样来说已经是很不错的成就了。 至此，嫦娥五号探测任务宣告取得圆满成功。这不仅使我国成为继美苏后人类史上第三个从月球取回样品的国家，同时也意味着我国探月工程中的绕、落、回阶段已经顺利完成。 采样返回顺利完成，给一个阶段的探月工程画上了一个完美的句号，同时也是下一个阶段的良好开端。本系列内容到此就告一段落了，但嫦娥的脚步、我国航天人的脚步还将继续向前，朝着那一个又一个目标迈进。对月球南极地区的进一步详细勘察、建立月球科研站，乃至载人登月等等，让我们共同期待，也共同祝愿，希望我国乃至全人类的航天事业在将来仍能勇攀高峰，给我们带来更多的好消息吧！ 本楼来自：智慧人生

开发板