11月24日4時(shí)30分，我國(guó)在中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)，用長(zhǎng)征五號(hào)遙五運(yùn)載火箭成功發(fā)射探月工程嫦娥五號(hào)探測(cè)器，火箭飛行約2200秒后，順利將探測(cè)器送入預(yù)定軌道，開(kāi)啟我國(guó)首次地外天體采樣返回之旅。這是長(zhǎng)征五號(hào)遙五運(yùn)載火箭發(fā)射升空。新華社記者張麗蕓攝

　　為什么說(shuō)嫦娥五號(hào)的每一步都“步步驚心”？

　　作為我國(guó)探月工程“繞、落、回”三步走中的收官之戰(zhàn)，不同于中國(guó)探月工程嫦娥家族的其他探測(cè)器一去不復(fù)返，嫦娥五號(hào)將有望實(shí)現(xiàn)中國(guó)航天史上的多個(gè)“首次”。每個(gè)“首次”都意味著全新的挑戰(zhàn)，每一步都堪稱“步步驚心”。

　　一是首次月面自動(dòng)采樣，兩種“挖法”齊上陣。

　　這個(gè)階段，嫦娥五號(hào)將在月面選定區(qū)域著陸，并使出渾身解數(shù)采集月壤，實(shí)現(xiàn)我國(guó)首次月面自動(dòng)采樣。來(lái)自中國(guó)航天科技集團(tuán)五院的設(shè)計(jì)師們精心設(shè)計(jì)了兩種“挖土”模式：鉆取和表取。當(dāng)順利軟著陸在月球表面，嫦娥五號(hào)就開(kāi)始了為期約2天的月面工作。

　　“只有一次機(jī)會(huì)！”中國(guó)航天科技集團(tuán)五院嫦娥五號(hào)探測(cè)器系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師彭兢介紹：“我們將可能遇到設(shè)備故障、突發(fā)情況等諸多風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)月壤狀況也不知情。為了避免各種不可抗力帶來(lái)的意外，在地面上進(jìn)行了無(wú)數(shù)次試驗(yàn)，反復(fù)調(diào)教機(jī)械臂。”

　　二是首次月面起飛上升，全靠嫦娥五號(hào)“自己完成”。

　　當(dāng)完成月面工作后，嫦娥五號(hào)就要回家了，但嫦娥五號(hào)想帶著月壤回來(lái)可不容易。眾所周知，運(yùn)載火箭在地面起飛是有一套復(fù)雜的系統(tǒng)和龐大的地面隊(duì)伍作保障和支撐的。而月面起飛就完全不同，沒(méi)有一馬平川的起飛地，更沒(méi)有成熟完備的發(fā)射系統(tǒng)。

　　“著陸器就相當(dāng)于上升器的發(fā)射塔架，月球表面環(huán)境復(fù)雜，著陸器不一定是四平八穩(wěn)的狀態(tài)，這就給月面起飛帶來(lái)更大的挑戰(zhàn)。此外，這一切都要靠嫦娥五號(hào)自己在38萬(wàn)公里之外的月球上獨(dú)立完成，難度和風(fēng)險(xiǎn)可想而知。”彭兢說(shuō)。

　　三是首次實(shí)現(xiàn)月球軌道交會(huì)對(duì)接，“千里穿針、一氣呵成”。

　　當(dāng)著陸器托舉上升器實(shí)現(xiàn)月面起飛上升后，嫦娥五號(hào)便開(kāi)始一路飛奔。但僅靠上升器是不可能實(shí)現(xiàn)返回地球的，它需要飛到月球軌道上，在這里與軌返組合體交會(huì)對(duì)接，把采集到的月壤轉(zhuǎn)移到返回器中。

　　在38萬(wàn)公里外的月球軌道上進(jìn)行無(wú)人交會(huì)對(duì)接不僅在我國(guó)尚屬首次，也是人類航天史上的首次，這為嫦娥五號(hào)研制團(tuán)隊(duì)帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。

　　為此，從上升器進(jìn)入環(huán)月飛行軌道開(kāi)始，一直到軌返組合體與上升器完成對(duì)接與樣品轉(zhuǎn)移為止，設(shè)計(jì)師們?yōu)殒隙鹞逄?hào)精心設(shè)計(jì)了交會(huì)、對(duì)接、樣品轉(zhuǎn)移、組合體運(yùn)行、軌返組合體與對(duì)接艙分離等一系列關(guān)鍵動(dòng)作，助推嫦娥五號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)接。

　　“這種國(guó)際上的新興方案，在地面上已經(jīng)進(jìn)行了上千次的模擬，但其難度卻是千里穿針，要求一氣呵成。”中國(guó)航天科技集團(tuán)八院嫦娥五號(hào)軌道器技術(shù)總負(fù)責(zé)人查學(xué)雷說(shuō)。

　　四是首次帶月壤高速再入返回地球，打一個(gè)“太空水漂”。

　　當(dāng)返回器帶著月壤，從38萬(wàn)公里遠(yuǎn)的月球風(fēng)馳電掣般向地球飛來(lái)，這時(shí)它的飛行速度是接近每秒11公里的第二宇宙速度，而一般從近地軌道返回的航天器速度大多為每秒8公里的第一宇宙速度。

　　“可別小看了這每秒3公里的差別，就好像扔石頭，同樣一塊石頭，從一層樓扔下來(lái)的速度和從十幾層樓扔下來(lái)的速度肯定不一樣。”彭兢說(shuō)。

　　為此，嫦娥五號(hào)探測(cè)器的設(shè)計(jì)師們創(chuàng)新提出了半彈道跳躍式再入返回技術(shù)方案，就像“在太空打水漂一樣”，整個(gè)再入返回過(guò)程就是讓返回器先高速進(jìn)入大氣層，再借助大氣層提供的升力躍出大氣層，然后以第一宇宙速度扎入大氣層、返回地面。

　　此外，月壤來(lái)到地球以后，也是我國(guó)首次大規(guī)模進(jìn)行月壤樣品的處理、分析和研究，相關(guān)的配套實(shí)驗(yàn)設(shè)施和設(shè)備已經(jīng)準(zhǔn)備就緒。