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嫦娥五號

作者：來源：發布時間：2020年12月04日點擊數：

嫦娥五號（Chang'e 5），由中國空間技術研究院研制，是中國探月工程三期發射的月球探測器，也將是中國首個實施無人月面取樣返回的月球探測器，為中國探月工程的收官之戰。?[1-3]?

2020年11月24日4時30分，中國在中國文昌航天發射場，用長征五號遙五運載火箭成功發射探月工程嫦娥五號探測器，順利將探測器送入預定軌道?[4]??。11月24日22時06分，嫦娥五號順利完成第一次軌道修正?[5]??。11月25日22時06分，嫦娥五號完成第二次軌道修正?[6]??。11月28日20時58分，嫦娥五號順利進入環月軌道飛行?[7]??。11月29日20時23分，嫦娥五號從橢圓環月軌道變為近圓形環月軌道?[8]??。11月30日4時40分，嫦娥五號合體順利分離?[9]??。12月1日23時，嫦娥五號成功在月球正面預選著陸區著陸?[10]??。12月2日4時53分，嫦娥五號著陸器和上升器組合體完成了月球鉆取采樣及封裝?[11]??。12月2日22時，嫦娥五號完成月面自動采樣封裝?[12]??。12月3日23時10分，嫦娥五號上升器將攜帶樣品的上升器送入到預定環月軌道。?[13]?

嫦娥五號任務是“探月工程”的第六次任務，也是中國航天迄今為止最復雜、難度最大的任務之一，將實現中國首次月球無人采樣返回，助力深化月球成因和演化歷史等科學研究?[14]??。

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嫦娥五號有哪些技術積累？

2020-12-03 15:59

但從嫦娥一號二號的“繞”，到嫦娥三號四號的“落”，到嫦娥五號T1的實地演習，到長征五號這樣的大火箭…過去多年的智慧和汗水，都成為了今日的寶貴經驗和堅實基礎。而這些，又將成為我國接下來的深空探測和載人任務最寶貴的財富。...詳情

內容來自

中文名
嫦娥五號
外文名
Chang'e 5
所屬國家
中國?[3]?
研制單位
中國空間技術研究院?[15]?

發射火箭
長征五號遙五運載火箭
發射時間
2020年11月24日4時30分
發射地點
中國文昌航天發射場
總設計師
葉培建、楊孟飛?[16-17]?
登陸地點
呂姆克山脈?[18]?

研制歷程

2009年，在探月二期工程實施的同時，為銜接探月工程一、二期，兼顧中國未來載人登月和深空探測發展，中國正式啟動了探月三期工程的方案論證和預先研究。

2011年，探月三期工程正式立項，任務目標是實現月面無人采樣返回。工程規劃了2次正式任務和1次飛行試驗任務，分別命名為嫦娥五號、嫦娥六號和嫦娥五號高速再入返回試驗?[19]??。其中，嫦娥五號規劃為中國首個實施月面取樣返回的航天器?[17]??[20]??。

2014年10月24日，探月工程三期再入返回飛行試驗器由長征三號丙運載火箭發射升空，準確進入地月轉移軌道?[21]??。

2014年11月1日，服務艙與返回器分離，隨后返回器順利著陸，試驗任務取得圓滿成功。服務艙拉升軌道，繼續開展拓展試驗，先后完成了遠地點54萬公里近地點600公里大橢圓軌道拓展試驗和環繞地月L2點探測、返回月球、嫦娥五號調相機動模擬試驗等任務?[17]??。

2015年2月，中國國防科技工業局宣布，探月工程三期再入返回飛行器服務艙為嫦娥五號任務開展在軌驗證，已完成調相試驗，模擬嫦娥五號著陸器月面采樣期間，軌道器的飛行控制過程，驗證軌道設計、飛控時序、軌道精度等相關技術項目，為月球軌道交會對接創造良好條件?[22]??。

2015年3月，時任嫦娥五號總設計師、總指揮顧問的葉培建院士表示，嫦娥五號將于2017年前后發射，實現月球取樣并返回地球，后推遲?[17]??。

2015年11月3日20點40分，長征五號在海南文昌航天發射場順利升空，為發射我國第一顆執行月球取樣返回任務的嫦娥五號奠定了基礎?[23]??。

2017年1月，嫦娥五號探測器著陸器推進子系統正樣熱試車取得成功，這標志著嫦娥五號著陸器推進子系統熱試車收官。這也是嫦娥五號研制進程中非常關鍵的一步?[21]??。

2019年1月14日，國家航天局宣布，嫦娥五號月面采樣返回任務將于2019年年底左右實施，后推遲?[24]??。

2020年9月，中國探月工程副總設計師于登云透露，嫦娥五號將于2020年底前發射，實現月球區域軟著陸及采樣返回?[19]??。

2020年11月17日，長征五號遙五運載火箭和嫦娥五號探測器在中國文昌航天發射場完成技術區總裝測試工作后，垂直轉運至發射區，計劃于2020年11月下旬擇機實施發射?[25]??。

2020年11月23日18時30分許，長征五號遙五運載火箭開始加注液氧液氫低溫推進劑，計劃于24日凌晨4時至5時擇機實施發射任務?[26]??。

2020年12月4日，旗開月表，五星閃耀。國家航天局公布了探月工程嫦娥五號探測器在月球表面國旗展示的照片。這是繼嫦娥三號、四號任務后，五星紅旗又一次展現在月球表面，同時也是五星紅旗第一次月表動態展示。?[27]?

國家航天局公布嫦娥五號月表國旗展示照片

嫦娥五號任務示意圖

研制單位

嫦娥五號任務由國家航天局組織實施，具體由工程總體和探測器、運載火箭、發射場、測控與回收、地面應用等五大系統組成。國家航天局探月與航天工程中心為工程總體單位，中國航天科技集團有限公司所屬中國運載火箭技術研究院抓總研制運載火箭系統、中國空間技術研究院抓總研制探測器系統。中國衛星發射測控系統部負責組織實施發射、測控與回收。中國科學院國家天文臺抓總研制地面應用系統，負責科學數據和樣品的接收、處理、存儲管理等工作?[4]??。

任務目標

和前幾次探月任務相比，嫦娥五號任務最重要的目標就是“采樣返回”。這也是中國“探月工程”規劃的“繞、落、回”中的第三步。具體的工程目標是三個方面：一是突破跟采樣返回相關的新的一些關鍵技術。二是實現地外天體的自動采樣返回。三是進一步完善探月工程體系，為載人登月和深空探測奠定一定的人才、技術和物質基礎?[14]??。

系統組成

探測器系統

嫦娥五號探測器總重8.2噸?[28]??，由軌道器、返回器、著陸器、上升器四部分組成，后續在經歷地月轉移、近月制動、環月飛行后，著陸器和上升器組合體將與軌道器和返回器組合體分離，軌道器攜帶返回器留軌運行，著陸器承載上升器擇機實施月球正面預選區域軟著陸，按計劃開展月面自動采樣等后續工作?[4]??。

火箭系統

嫦娥五號的發射任務由長征五號遙五運載火箭承擔?[29]??，此次發射任務是中國新一代大推力低溫液體運載火箭--長征五號系列運載火箭的第六次發射，也是2020年第三次執行發射任務。此前，長征五號B遙一火箭成功首飛；長征五號遙四火箭成功發射了“天問一號”火星探測器?[30]??。

運行歷程

發射入軌

2020年11月24日4時30分，長征五號遙五運載火箭在中國文昌航天發射場點火升空?[29]??，火箭飛行約2200秒后，順利將探測器送入預定軌道?[4]??。

長征五號遙五運載火箭將嫦娥五號探測器發射升空

太空運行

軌道修正

2020年11月24日22時06分，嫦娥五號探測器3000N發動機工作約2秒鐘，順利完成第一次軌道修正，繼續飛向月球。本次嫦娥五號任務發射入軌精度較高，軌道修正量很小。截至第一次軌道修正前，嫦娥五號探測器各系統狀態良好，已在軌飛行約17個小時，距離地球約16萬公里?[5]??。

2020年11月25日22時06分，嫦娥五號探測器兩臺150N發動機工作6秒鐘，順利完成第二次軌道修正。截至第二次軌道修正，嫦娥五號探測器已在軌飛行約41小時，距離地球約27萬公里，探測器各系統狀態良好，地面測控通信各中心和臺站跟蹤正常?[6]??。

近月制動

嫦娥五號近月制動示意圖

2020年11月28日20時58分，嫦娥五號探測器經過約112小時奔月飛行，在距月面400公里處成功實施3000牛發動機點火，約17分鐘后，發動機正常關機，順利進入環月軌道?[7]??。

2020年11月29日20時23分，嫦娥五號探測器在近月點再次“剎車”，從橢圓環月軌道變為近圓形環月軌道?[8]??。

組合分離

2020年11月30日4時40分，在科技人員精確控制下，嫦娥五號探測器組合體順利分離，將擇機實施月面軟著陸?[9]??。

月面著陸

2020年12月1日22時57分，嫦娥五號著陸器和上升器組合體從距離月面約15千米處開始實施動力下降，7500牛變推力發動機開機，逐步將探測器相對月球速度從約1.7千米/秒降為零。期間，嫦娥五號探測器進行快速姿態調整，逐漸接近月表。此后進行障礙自動檢測，選定著陸點后，開始避障下降和緩速垂直下降。12月1日23時11分，嫦娥五號探測器成功著陸在月球正面西經51.8度、北緯43.1度的呂姆克山脈以北地區，并傳回著陸影像圖?[31]??。

采樣工作

2020年12月2日4時53分，探月工程嫦娥五號著陸器和上升器組合體完成了月球鉆取采樣及封裝?[11]??。

2020年12月2日22時，經過約19小時月面工作，探月工程嫦娥五號探測器順利完成月球表面自動采樣，并已按預定形式將樣品封裝保存在上升器攜帶的貯存裝置中。采樣和封裝過程中，科技人員在地面實驗室根據探測器傳回數據，仿真采樣區地理模型并全程模擬采樣，為采樣決策和各環節操作提供了重要依據。著陸器配置的月壤結構探測儀等有效載荷正常工作，按計劃開展科學探測，并給予采樣信息支持?[12]??。