“嫦娥”再奔月：中國開啟探月新篇章

11月24日4時30分，搭載著嫦娥5號的長征五號火箭成功發射。據悉，嫦娥5號將執行我國首次月球采樣返回任務，而這，也是中國迄今最復雜、難度最高的航天任務之一。

根據現場報道，長征五號遙五運載火箭發射升空后，先后實施了助推器分離、整流罩分離、一二級分離以及器箭分離等四次分離。

“嫦娥”奔月

中國開始籌備月球探測工程的歷史最早可以追溯到20世紀90年代，當時主要進行論證工作。直到2004年1月，探月工程正式獲批立項，并命名為“嫦娥工程”。

嫦娥工程主要分為“繞、落、回”三個階段，2007年10月，中國第一個月球探測器“嫦娥1號”衛星成功發射并準確進入了環月軌道，意味著探月工程一期的“繞月”目標順利完成。

2008年，探月工程二期立項并進入工程實施階段。二期工程包括“嫦娥2號”和“嫦娥3號”兩次任務，主要目標是實現月球的軟著陸，以及開展月球表面的探測和勘察任務。

2010年10月，“嫦娥2號”發射，作為“嫦娥3號”的先導星，“嫦娥2號”主要用于開展部分技術的先期驗證，包括直接奔月軌道、X頻段測控以及預選著陸區詳察等。

在“嫦娥2號”打完頭陣后，2013年12月，“嫦娥3號”探測器成功著陸月球預選區，首次實現了中國航天器地外天體軟著陸與巡視勘察，同時也標志著探月工程二期的“落月”目標完成。

2009年，探月工程二期實施的同時，探月工程三期也正式開啟，主要是進行“嫦娥5號”的方案論證和研究。到了2011年，三期工程正式立項，任務目標是實現月面無人采樣返回。

實際上，在正式發射“嫦娥5號”之前，中國先行實施了月地高速再入返回任務以驗證半彈道跳躍式再入的關鍵技術。2014年10月，月地高速再入返回飛行器發射升空，并于同年11月順利返回地球，這為“嫦娥5號”任務的順利實施打下了極為重要的技術基礎。

如果此次“嫦娥5號”任務能順利完成，那也意味著探月工程“繞、落、回”的三個目標的全部實現。

看到這里可能有人會好奇，“嫦娥4號”去哪里了。一位航天專家曾向記者表示，探月工程的每一期都會進行“一主一備”兩手準備，這是為了防止出現突發事件而拖延整體計劃。

因此，探月工程對應“繞、落、回”三個目標設計的實際上是3顆衛星，分別是嫦娥1號、3號和5號，而嫦娥2號、4號、6號則是作為備用衛星。

“嫦娥4號”作為“嫦娥3號”的備用星，在“嫦娥3號”成功完成任務后，其有了新任務，即實現人類首次軟著陸于月球背面并開展巡視探測的目標，這也是探月四期的首次任務。2018年12月8日，“嫦娥4號”成功發射，并于2019年1月3日，成功在月球背面預選著陸區完成著陸。

這次將有去有回

嫦娥5號是探月工程三期的主任務，它將驗證除宇航員生存以外的載人登月主要關鍵技術，具體包括月面采樣、月面起飛、月球軌道交會對接、地球大氣高速再入返回等。

據悉，“嫦娥5號”探測器由月球軌道器、著陸器、上升器和返回器等4器組成。整個飛行任務過程則包括發射、地月轉移、近月制動、環月飛行、著陸下降、月面工作、月面起飛上升、交會對接與樣品轉移、環月等待、月地轉移、再入回收共11個階段。

根據國家航天局此前發布的消息，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11月24日凌晨4時-5時擇機實施發射任務。

為什么會有近1個小時的發射區間，這是因為射前操作繁雜再加上海南發射場氣象條件復雜， 需要保持一定的發射窗口寬度來降低工程風險。因此，運載火箭采用5條彈道、每條彈道覆蓋10分鐘發射窗口寬度的方法，來滿足50分鐘發射窗口的要求和探測器系統±5分鐘發射軌道修正能力的限制。

此外，受到運載火箭發射質量的限制，地月和月地轉移軌道均選擇了飛行時間約5天左右的入射能量最優軌道。而為了盡可能減小對再入航程的需求，月地轉移入射機會選擇在月球相對地球赤緯為最南緯的前后幾天，采樣區的選擇則確定為月球正面最大的月海風暴洋區域。

“嫦娥5號”除了要實現月面無人采樣返回的工程目標，同時還帶有著陸區的現場調查和分析、月球樣品的分析與研究等兩大科學目標。所以，“嫦娥5號”上也配置了降落相機、全景相機、月球礦物光譜分析儀、月壤結構探測儀4臺科學探測載荷，實現可見光、紅外、微波等多譜段探測。

1958年到1976年，美蘇兩國代表的兩大陣營曾展開過一場航天競賽，并掀起一輪探月高潮。其間，兩國共開展了100次無人探測，其中前蘇聯64次，美國36次。此外，美國還有9次“阿波羅”載人探測，具體包括2次載人環月，7次載人登月。

通過這些探測活動，美國采集了385kg月球樣本，前蘇聯則獲得了375g月球樣本，通過這些樣本，兩國都得到了大量的月球科學探測原始數據。

在隨后的40多年里，各國對月球的探測工作仍在繼續，但基本都是環月探測。去年，“嫦娥4號”在月面的軟著陸，已經使中國成為繼美蘇之后第三個著陸月球的國家，而這次“嫦娥5號”計劃從月球帶回2kg樣本，如果成功，那中國則將取回40年來的第一塊月球巖石。

國家航天局副局長、探月工程副總指揮吳艷華曾表示，在嫦娥工程“繞、落、回”三個階段目標全部完成后，中國的探月工程將進入到月球探測后續任務階段。

而除了已經實施的嫦娥4號任務外，國家航天局也正在組織國內專家對探月四期的后續規劃進行論證，基本明確還有三次任務：

一是嫦娥六號，計劃在月球南極進行采樣返回，至于是在月背還是正面，要根據嫦娥五號的采樣情況來確定；

二是嫦娥七號，計劃在月球南極進行一次綜合探測，探測內容包括月球的地形地貌、物質成分、空間環境等；

三是嫦娥八號，除了繼續進行科學探測試驗以外，嫦娥八號還要進行一些關鍵技術的月面試驗，作為將來擬在月球建立科研基地的前期探索。

月球是距離地球最近的天體，也是人類探索宇宙的起點。過去近20年里，中國的探月工程已經取得五戰五捷的成績，現在，我們也靜候嫦娥5號成功歸來的佳音，屆時，中國也將開啟探月的新篇章。