嫦娥五号发射倒计时！我国迄今最难航天任务：为载人登月预演

在2007年10月24日，中国首颗探月卫星嫦娥一号成功奔赴月球，经历13年的一步一个脚印的艰苦发展，中国探月工程即将迎来探月三步走的“收官之战”。在11月17日，长征五号遥五运载火箭和嫦娥五号探测器在中国文昌航天发射场垂直转运至发射区，计划在本月下旬择机选择发射。而且垂直转运表明长征五号和嫦娥五号探测器已经完成了前期总装、测试等一系列工作，即将进入点火发射阶段。

据央视新闻报道称，嫦娥五号发射在即，并将在今天（23日）下午18时进行《陪你追嫦娥》的直播。而有消息传出，经过任务总指挥部研究，探月工程嫦娥五号月球探测器发射任务窗口为2020年11月24日04时25分-05时15分。

这次嫦娥五号的任务就是首次实现从月面自动采样返回，将带回月球第一抔土壤。同时也是我国迄今为止所将要挑战的难度最高、流程环节最多、步骤最复杂的航天任务，之前我们虽然已经有了环绕，甚至着陆月球背面的技术，但是月球返回技术还没有验证。为何要说这是我国迄今为止最难的航天任务呢？

这次任务要解决很多难题：包括火箭载荷有限，如何减少燃料消耗并留给更多空间给月球土壤？而到了月球后，该如何采集、封装并保存月壤？返回地球时，又怎样保障月壤样本精准交接？如何抵抗再入地球大气层时的高温呢？

首先是发射，地面发射难点在于长征五号，但是长征五号近一年时间就进行了高密度的“4连发”，全是重大航天任务，所以问题不大。另一方面就是月面发射，难点在于起飞阶段，着陆技术在去年嫦娥四号就已经得到验证，当时登陆的还是难度更高的月球背面。不过嫦娥五号需要注意的是，她携带了上升器质心较高容易失去稳定性。

其次，最大的挑战还是地面着陆，由于距离遥远，火箭速度会不断上升，再入地球大气层时会以第二宇宙速度高速再入。而为了防止再入温度过高，有两种方案，一个是增加热盾厚度，抵抗高温；一个是调整再入角度，延长再入时间。但是第一个方案可能会牵一发而动全身，会让整个探测器增重很多。所以用第二个“打水漂”的方式，但落点控制难度很大。

第三是样品封装，这次封装完全是无人操作的，全自动实现月壤“采集、包装、转移、封装”整个流程，稍有不慎前功尽弃，难度可想而知。第四就是月球轨道对接，虽然我们有成功的自主轨道对接技术，但是在遥远的月球轨道上还是有很大难度。而且此次月球采样任务将首次在绕月轨道实行航天器的“无人交汇对接”，带回我们的月球样品。

简言之，该航天任务之所以如此复杂是因为分离面最多，着陆器和轨道器有分离面，着陆器和上升器有分离面，轨道器和返回器有分离面，最后上升器和返回器还有分离面。同时流程也是最复杂的，轨道器和着陆器分离—着陆采样—上升器带样品飞离月球—与轨道器交汇对接—样品移入返回器—返回器和轨道器返回地球—返回器和轨道器分离，轨道器以第二宇宙速度再入，其中任何一环出了问题，都将对任务造成毁灭性的影响。

事实上，自1976年苏联的“月球-24”以来，时隔44年后人类再一次即将获得月球土壤样本，取样质量为2-4kg，比苏联“月球-16”，“月球a-20”以及“月球-24”三次加起来总和的四五倍之多。除了月壤的巨大科学价值外，更重要的一层涵义在于，这次任务本质上就是我国载人登月的一场预演，载人登月的前期技术验证。

在中国嫦娥五号发射在即，也引发了国外热议。美国科学杂志报道称，中国此次月球采样返回计划，受到行星专家高度专注和赞赏，此举可以产生重大科学影响。而美国外交学人报道则评价，这赋予了中国特殊的战略意义，越来越多国家将加入中国太空计划。同时还有一些对美国载人登月产生质疑的国际评论指出，“40年前的秘密要迎来真相了。”