广东:看，那38万公里外的中国红

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中央纪委国家监察委员会的网站柴雅欣报道说，在38万公里外，“中国红”令人振奋。

12月3日23点10分，嫦娥5号的上升器月球面点火，3000牛发动机运转约6分钟后，将运送月壤的上升器顺利送入预定的环绕轨道，实现了我国第一次外天体起飞。 起飞前，国旗展示系统成功地在月球表面打开。 这是中国第一次在月球上展示“纺织品版”的五星红旗。

嫦娥5号结束了月面工作，开始走上了回家乡的路。 月球表面大约48个小时，嫦娥5号做了什么？ 有那些收获吗？ 未来十多天，嫦娥五号载着“土”回来，敢于突破几个关系？

国旗，10年的证言，正负150的温差也是本色

旭日东升时，中华大地、五星红旗随风展开。 12月3日这一天，五星红旗罕见，在月球上变成了“红色”。

点火起飞前，嫦娥5号着陆器的上升器组合实现了月球国旗的展开。 这是我国在月球上首次实现国旗的“独立展示”。 根据回信影像，在太阳的照射下，“中国红”特别鲜艳。

这是第一面登上月球的“纺织品版”五星红旗。 年12月，嫦娥3号月球探测、嫦娥着陆器和玉兔月球车互相拍照，月球车“胸前”的五星红旗特别夺目。 但是，当时是“喷涂版”。 这次，嫦娥5号“纺织品版”的五星红旗是真正的旗帜。

五星红旗可以在月球上独立展示，首先依靠月球国旗展示系统的辅助。 该系统由月面国旗、压脚释放装置、展开机构三部分组成，长度约半米。 系统在折叠状态下与探测器一起发射，在月球着陆后，按照指示解锁打开。

在宇宙中电磁辐射强，月球表的环境差，温差达到正负150度，因此判断普通的五星红旗不是合适的。 年国旗展示系统从项目开始到今年成功实现了“自拍”，其中聚集了研发团队长达10年的智慧。

旗帜不大，但科技含量很高。 五星红旗展开时如何确保足够的强度和保持平坦？ 研究开发小组围绕这个问题进行了很多理论研究和模拟，光选择材料就花了一年多的时间。 “我们选择了二三十种纤维材料，通过热匹配性、耐高温、防静电、防月球灰尘等物理试验，最终使用新的复合材料，满足强度要求，满足染色性能要求，五星红旗抵抗月球表的恶劣环境，不褪色，颜色 ”五星红旗展示系统技术负责人程昌说。

重量也是严格控制的指标。 国旗只有12克，国旗展示系统重1公斤，研究开发小组在系统减重问题上下了功夫，不仅减轻了材料，还“瘦”了设备。 立项之初，研究开发小组论证了四级杆、三级杆和二级杆的使用等方案，但考虑到多而杂性和重量等原因，最终选择采用二级杆的方法提示。

“使用杆结构是包括卫星和宇宙飞船等航天器太阳能电池板在内的宇宙系统中比较成熟的技术，为了确保可靠性，采用了杆结构”五星红旗展示系统项目的负责人李云峰说。

另外，研究开发小组对结构进行了优化设计，选择了耐高温、耐寒的材料，在空间环境中能经受冷热交替、空间照射、极低真空等恶劣环境试验。

嫦娥5号实现了我国第一个外星天体起飞，携带约2公里的月壤返回地球

“《打卡》结束后，着陆器再见，月亮再见！ 》12月3日晚，嫦娥5号上升器“告别”着陆器携带约2公里的月壤从月球表面起飞。 很多宇航员用WeChat的力矩传输起飞视频，但我不舍地期待着。

嫦娥五号探测器是迄今为止我国开发的最多、最复杂的航天器系统之一，由轨道器、反馈器、着陆器、上升器组成。 这些不是“各自战斗”，而是着陆机和上升机组成“摘月战队”，共同开展月球事业。 轨道器和返回器组成“归地战队”，带着月壤返回地球。

连接器，脱落发动机，点火！ 一瞬间，烈焰升起，上升器垂直上升——月球表面采样完成，嫦娥5号下班回家了。

地面固定发射有完整的发射塔架系统，点火起飞位置、飞行轨道都是精确测量的。 与地面不同，月球环境多而杂，没有成熟的发射塔架系统，没有平坦有序的起飞地面，也没有地面人员的勘测确认，着陆器相当于上升器的“临时塔”，抬起上升器从月球表面起飞。 由于重量限制等着陆器继续留在月球上。

“起飞初期标准和起飞平台的姿势不明，发动机的羽流传导空间有限，存在地月环境有差异等问题。 幸好嫦娥5号着陆时选择了比较平坦的地形，提前做好了准备。 中国航天科技集团五院技术专家说。 另外，因为月球上没有导航星座，上升器起飞后，在地面测量辅助下，需要用自己拥有的特殊传感器实现起飞时的自主定位、姿势。

嫦娥5号不是独自战斗，而是根据以前获得的着陆器着陆时刻、上升机的姿势和位置等数据，地面科学研究者事先计算起飞时间、姿势轨道调整等参数，作为嫦娥5号最强大脑的导航和控制( gnc )系统 到了预定的月球表面起飞时间，主发动机将自燃，嫦娥5号将成为中国第一个在月球表面起飞的探测器。

据介绍，在起飞后最初的微小距离内，上升器不进行姿势调整，然后迅速调整为垂直姿势，迅速上升。 达到一定高度后，在gnc系统的指挥下，以一定的立场转移到轨道入射段。 从月球表面起飞，经过约6分钟250公里的飞行，上升飞机进入对接的初期轨道，与相隔几天的“归地战队”汇合，合力带回“土”特产。

自动采样是嫦娥五号任务的核心环节之一，综合运用两种“挖土”模式。

12月1日23点11分在月球着陆，12月3日23点10分从月球表面点火起飞，接近48小时，不长。 月球的昼夜相当于地球上的约27天，因为没有大气保护，所以月球的昼夜温差极大。 为了避免极度寒冷的环境，嫦娥5号必须在月球白天完成采样和其他任务，保证月球在晚上之前离开。

事务所不是随机选择的。 嫦娥5号在月球最大的月海岚洋北部的吕姆克山脉附近着陆，实施了采样。 迄今为止，人类和探测器从未访问过这里。 40多年前，美国阿波罗计划和前苏联探测器采集的月球样品大多是30亿至40亿年前形成的岩石，但根据现在的研究成果，嫦娥5号的采样区域地质年代更短，岩石更“年轻”。

“嫦娥5号月球着陆区是月球最值得探索的区域之一，研究这个区域有助于科学家确认从10亿年到20亿年前月球是否处于活火山状态。 ”美国布朗大学地质科学教授詹姆斯·海德说。

自动采样是任务关键型的。 12月2日22点，经过约19小时的月球工作，嫦娥5号探测器顺利完成了月球表面的自动采样，按计划将样品包留在了贮藏装置中。

钟表钻头结合，多点采样。 月球上采集尽可能多的月壤样品，同时封装是嫦娥5号的研究开发要点。 经过严格的论证，专家决定采用两种“挖土”模式。 分别是钻头钻头和臂表。

“钻头是通过中空钻杆的核心机构，从月球表面钻到2米以下，得到深层样品的层理新闻。 取表采用机械臂终端固定挖掘机型取样器进行表层和副表层的月壤采集，多点、多次采样。 ”。 中国航天科技集团五院嫦娥五号探测器系统副总设计师彭震说。

除采样外，嫦娥5号探测器还配置了着陆相机、全景相机、月壤结构探测器、月矿物光谱分析仪等多种比较有效的载荷，在月球表面形态和矿物成分的探测与研究、月浅层结构探测等科学探测任务中可以发挥重要的意义

第一次月面采样面临着很多困难。 首先，采样装置是新开发的，技术新，难度高，采样任务时机紧张，机构动作多，不明确的因素多。 月球白天温度超过100，嫦娥5号经受高温考验，克服了测量控制、光照、电源等条件的制约，依靠新开发的地外天体样品采集机构，顺利完成了多点、多样性的自动采样任务。

做好了万全的准备。 嫦娥五号探测器研制小组共同设计分解了月球采样过程，不仅先明确了后表、器地协同作业步骤，以及器上操作、地面测量和地面物理验证三位一体的飞行控制模式，还明确了远程操作作业、事前编程作业和半自主作业三个

因为采样过程是可靠的，所以即使“打包”包也不能疏忽。 与月球表面极高的真空环境相比，地球大气中不仅漂浮着气体成分，还漂浮着各种固体粒子，如果月球样品与这些物质接触被污染，科学研究的价值就与期待相差甚远。

中国宇宙科学技术集团五院的研究开发专家表示，包装用的“小罐”的内外阶层便于将钻头和表的月壤分开留下。 用钻头取月壤放入三明治软袋，用表取月壤大胆放入。 比较月球极高的真空、高低温环境和月尘干扰，密封封装使用橡胶环和金属挤压相结合的方法。 特别是金属挤出，对合金金属的硬度、混合比例有极高的要求。 因此，月球样品密封子系统团队花了几年时间进行了大量的实验。 为了保护样品不发生物理变化和化学变化，我们把纯天然、无污染的月壤带回了地球。

对接的挑战很大，广阔的天空是正确的“牵手”

“摘月战队”在月球上忙碌地工作，另一方的“归地战队”也没空。 他们已经做好了几次改变轨道，调整轨道相位，迎接上升器的准备。

上升器进入环月飞行轨道后，通过远程制导和近距离制导技术，上升器和“归地战队”逐步完成对接，上升器中保管的月球样品通过轨道器转移到反馈器。

要从月球返回地球，嫦娥5号在月球轨道上对接很重要。 这是一个惊险的时刻。 彭震表示，嫦娥五号将采取自动对接的方法，面临的挑战之一是重力环境。

中国已经掌握了空间交会对接技术，载人航天工程也进行过多次对接，过去神舟宇宙飞船、天宫1号等的对接在离地球400公里左右的地球轨道上进行，嫦娥5号探测器在离地球38万公里的月球轨道上 航天器面临的重力环境大不相同，开发者花了很大的力气克服了。

两个航天器对接，在广阔的宇宙中像“穿针引线”一样，对控制精度有非常高的要求。 据说这次的对接不是“触摸式”对接，而是用“拥抱”的方法，用双臂拉住对方。 这种方式对精度的要求也极高，达到厘米级。

“两个航天器的相对位置必须控制在误差不超过5厘米的精度范围内。 除了月球重力环境的影响，在对接中，两个航天器的重量差很大，因此如果速度控制产生偏差，两个仪器也会碰撞，对接失败。 为此，开发者建立了新的对接机制。 ”。 彭震说。

另外，由于在万里之外无法借助导航卫星，嫦娥5号只能自力更生，月球轨道测量精度、月球轨道传感器的相互作用、轻型小型航天器的对接等技术都取得了突破。

等待月球进入窗户，轨道器和返回器分离，返回器再次进入地球怀抱

回家之前，嫦娥五号还有几个关口？

把样品放回“咽下”的返回器，盖上盖子，轨道返回组件就可以从上升器上断开，走回家的路。 首先，环月等待，嫦娥五号轨道返回组合体从对接舱分离进入月球入射点，在环月等待段飞行中进行一次轨道维持，等待月球入射窗的到达，全力准备返回。

接下来是月球地转移阶段。 嫦娥5号轨道器携带返回器从月球向地球呼啸，按预定的定时加速月球轨道转移，经过多次中途修正，在接近地球约5000公里高度时释放返回器。

最后一步是重用。 嫦娥5号返回器与轨道器分离后，轨道器进行回避运动，返回器经过惯性滑行、地球大气再入、回收着陆三个阶段完成最后着陆。 返回器首先以每秒约11公里的第二宇宙速度飞往地球，进入地球大气层后，用半弹道跳跃再入技术再次跳出大气层，以第一宇宙速度着陆。 到了离地面10公里的高度，返回器将打开降落伞，着陆在内蒙古四子王旗预定着陆区域，地面搜索回收力预计在2天内完成回收任务。

为什么进入地球大气后会飞出，再次进入大气层呢？ 不能“一步一步”吗？

返回器朝向地球的第二宇宙速度是能够脱离地球重力场束缚的最小速度，但返回船比从近地轨道返回地面的神舟载人宇宙船快得多。 为了处理速度这个问题，科学技术人员设计了半弹道跳跃式的返回方法，相当于在宇宙中“打水漂流”。 返回进入地球大气层，减速后再次跳出大气层，第二次进入大气层。 返回重新进入地球大气层的速度从十几公里/秒下降到七公里/秒以上，安全着陆。

从嫦娥一号拍摄的整个月球影像图中，嫦娥二号成功获得了月虹湾局部地区1米分辨率的影像图，嫦娥三号实现了月落的梦想，嫦娥四号实现了人类探测器的第一个月背软着陆，揭开了月球背面的神秘面纱……嫦娥是月亮 这次，作为我国无人月球探测的收官之战，嫦娥5号不仅回到了月球，还回到了地面。

嫦娥5号从11月24日发射到地面回收完成，整个过程预计持续23天左右。 冬至前后深夜，满载而归，落在内蒙古四子王旗的着陆点。