嫦娥五号一记全垒打：捎来月亮的“土味”情话

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探月工程实施到今天，前面已经成功实施了嫦娥一号、二号、三号、四号和我们的返回试验，五次任务都取得了圆满成功，每次任务都比前一次有较大的进步。

胡浩说，对于嫦娥五号任务来讲，这次与嫦娥三号、四号比，应该说跨度更大。“我们前面是在月球上进行巡视勘察，这次主要是采样返回。为了能够可靠地实施嫦娥五号任务，就要突破在月球上采样返回碰到的新技术，怎么能够实现在月球上可靠地采样，并且把月球的样品可靠地封装到真空容器当中，并且在月球上进行转移，转移到我们自身的返回系统当中去，这整个的过程和前面相比都是新的，都是有创新性的。”

“在月球轨道上，我们留了轨道器。为了能够多采一些样品，我们在月球轨道上还要搞一次交会对接，月球轨道的交会对接和地球轨道也有很大的不同，一是目标比较小，月球又比较远，要求的自主能力就比较强，同时测控手段有限、支撑的条件也有限，所以交会对接也是我们要克服的难点，也是创新点。”

而从月球轨道回来、再入大气是接近第二宇宙速度，这和以前的不管是载人航天还是再入（地球轨道）任务来比，速度快了很多，对热的、控制能力的、精度的影响都很大，这也是个重要的突破。“实际上，对我们整个工程来讲，恐怕还不止这五个方面，因为作为国家的重大科技专项，我们在立项之初，自主创新是我们的目标，也是我们的主旨。”

探月工程背后的上海力量

嫦娥五号探测器由4个部分组成，其中，由中国航天科技集团八院（下称“八院”）研制的轨道器，作为贯穿任务全过程的核心产品，是名副其实的“太空邮差”。

嫦娥五号着陆器与上升器组合体成功采样之后，携带月壤的上升器是无法利用自身的动力返回地球的。必须通过“太空物流”的形式将货物安全带回。

按照计划，在月球轨道，由上升器和轨道器完成首次月球轨道交会对接，并将月球土壤样品“包裹”转移至返回器内。轨道器就像在月球轨道环绕的“邮差”，完成“打包”和“装箱”后，迅速进入月地转移轨道执行隔空投送，将月壤样

品捎回蓝色星球。

根据任务要求，嫦娥五号轨道器需在自身干重1吨多情况下，头顶3.7吨的着陆上升组合体、肚装3吨推进剂和300多公斤的返回器，并在飞行过程中依次分离着陆上升组合体、对接与样品转移机构和返回器，是我国首个具有大承载、分离面多特点月球探测飞行器。

捕获、收拢、转移，看似简单的过程，但在38万公里之外的飞行器上实现却远远没有那么简单。

自嫦娥五号轨道器立项起，八院探月工程负责人、嫦娥五号探测器副总指挥张玉花就带领团队“白手起家”，展开了攻坚研制之旅。

“作为世界首次月球轨道无人交会对接，可以说对此次任务成败起决定性作用。”张玉花说，单从交会对接与样品转移任务来看，可靠性是要求最高的，因为整个过程只能一次成功，没有第二次机会。

另外，探月工程三期任务最引人瞩目的当属首次在38万公里之外的月球轨道上进行交会对接，将装有月壤的样品容器从上升器转移至返回器中。

为了确保“抓得住，抱得紧，转得稳”的既定目标，轨道器副总师胡震宇与对接与样品转移分系统时任主任设计师郑云青和年轻的团队成员调研国内外对接机构设计，开展了4种对接方案设计和9种转移方案设计，上升器“推”、轨道器“移”、返回器“拉”各3种，通过多轮方案比较及关键技术攻关，最终确定了现在的抱爪式对接方案和连杆棘爪转移方案。

另外，地月“快递”热控也有不小难度。本次探测中，嫦娥五号轨道器热控系统研制任务由八院509所热控团队承担。

热控团队副主任设计师张彧介绍“：在整个飞行阶段，轨道器需历经19个飞行阶段、8种飞行姿态及5种不同的构型，飞行过程中要经历极为恶劣的热环境，长期经受太阳、月球和空间低温的交替，引起轨道器外表面高低温的剧烈变化，其温度范围可从摄氏零下二百多度变至上千度以上。”

通过大量的仿真、试验，热控团队探索出一套错峰补偿的控温策略。也就是，通过对在轨卫星海量运行数据的挖掘，建立准确的温度场在轨预测模型，然后“对症下药”，针对每台设备提出热控系统自主管理模式，实现热控系统在近月制动、交会对接等关键阶段的用电高峰期时加热功耗为0的目标。