嫦娥五號上升器點火起飛離開月球表面 實現(xiàn)中國首次地外天體起飛
（神秘的嫦娥地球uux.cn報道）據(jù)東網(wǎng)：中國探月工程嫦娥五號探測器經(jīng)過約19小時的月面工作，于周三（2日）晚上約10時順利完成月球表面自動采樣，號上并按預(yù)定形式將樣本封裝保存在上升器攜帶的升器實現(xiàn)首次長沙外圍（外圍經(jīng)紀(jì)人) 外圍空姐（電話微信181-8279-1445）高端質(zhì)量，滿意為止儲存裝置中。按原定計劃，點火地外嫦娥五號返回器將于本月中旬將樣本帶回地球，起飛起飛并在內(nèi)蒙古著陸。離開
采樣和封裝過程中，月球科技人員在地面實驗室根據(jù)探測器傳回數(shù)據(jù)，表面仿照采樣區(qū)地理模型并全程模擬采樣，中國為采樣決策和各環(huán)節(jié)操作提供重要依據(jù)。天體著陸器配置的嫦娥月壤結(jié)構(gòu)探測儀等有效載荷正常工作，按計劃開展科學(xué)探測，號上并給予采樣信息支持。升器實現(xiàn)首次嫦娥五號通過機械臂表取和鉆具鉆取兩種方式分別采集月球樣本，點火地外其中，起飛起飛鉆具鉆取了月面下的月壤樣本，機械臂則在末端采樣器支持下，在月表開展多種采樣。
為確保月球樣本在返回地球過程中，保持真空密閉和不受外界環(huán)境影響，探測器在月面對樣本密封封裝。除了采樣，嫦娥五號在停留月球48小時期間還要完成其他科學(xué)探測任務(wù)，包括獲取月表形貌、礦物質(zhì)組成成分探測、月球淺層結(jié)構(gòu)探測。
嫦娥五號只有上升器和著陸器登陸月球，任務(wù)結(jié)束后，上升器將以著陸器為基座，帶著月壤樣本單獨從月球表面起飛，當(dāng)?shù)竭_環(huán)月軌道后，將與軌道器和返回器的組合體，進行月球軌道交會對接。此時，月壤樣本會從上升器轉(zhuǎn)移到返回器；與上升器分離后，組合體飛返地球。途中，返回器還會與軌道器分離，通過半彈道跳躍式再入的方式，返回并降落地球。
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嫦娥五號著陸點位于月球正面西經(jīng)51.8度、北緯43.1度。月球地質(zhì)專家認(rèn)為，此山脈或存在比較年輕的玄武巖，采樣將有助了解近10至20億年前，月球的火山活動和演化歷史。嫦娥五號目前采用鉆具鉆取和機械臂爪取兩種采樣方式，分別用于收集松散和黏性的月壤樣本；采樣完成后將利用“月球軌道無人對接”轉(zhuǎn)移樣本。
國家航天局原局長欒恩杰院士介紹對接過程：嫦娥五號上升器先在月球起飛發(fā)射，在月球軌道與軌道器和返回器進行交會對接，再將月壤轉(zhuǎn)移至返回器內(nèi)，月壤即隨返回器回到地球。借把上升器與返回艙分離，上升器重量大大減少，采樣重量也得以呈幾何級數(shù)提高。
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航天局指，嫦娥五號目前已順利完成發(fā)射入軌、軌道修正、近月制動、軌返組合體和著上組合體分離等動作，本次在軌器間分離也是中國首次開展月球軌道的航天器受控分離，按計劃在周二晚，擇機實施動力下降，軟著陸在月球正面預(yù)選區(qū)域。
中國探月工程嫦娥五號任務(wù)，在上月24日于海南文昌航天發(fā)射場發(fā)射成功。嫦娥五號后續(xù)的工程環(huán)節(jié)，將更具跨越性和挑戰(zhàn)性，有望實現(xiàn)中國開展航太活動以來的四個“首次”，包括在月球表面自動采樣；從月面起飛；在38萬公里以外的月球軌道上進行無人交會對接；首次帶著月球土壤，以接近第二宇宙速度返回地球。
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國家航天局指，嫦娥五號探測器在上周二（24日），于海南文昌航天發(fā)射場發(fā)射升空。至上周六（28日），經(jīng)過約112小時奔月飛行，在距月面約400公里處，成功以引掣點火，約17分鐘后正常關(guān)機。根據(jù)實時遙測數(shù)據(jù)監(jiān)視判斷，探測器近月制動正常，順利進入環(huán)月軌道。據(jù)介紹，近月制動是月球探測器飛行過程中關(guān)鍵的軌道控制之一。高速飛行的探測器在靠近月球時實施制動，目的是使其相對速度低于月球逃逸速度，從而被月球引力捕獲。
截至目前，嫦娥五號探測器各系統(tǒng)狀態(tài)良好，地面測控通信正常。軌道器和返回器組合體將繼續(xù)在平均高度約200公里的環(huán)月軌道上飛行并等待上升器交??會對接，著陸后會進行自動采樣等后續(xù)工作。
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自動采樣是此次任務(wù)的核心關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。嫦娥五號通過機械臂表取、鉆具鉆取，通過深鉆、淺鉆、鏟土、挖土、夾土等各種方式，實現(xiàn)了多點、多樣化自動采樣。目前，它已經(jīng)把樣品打包裝好，準(zhǔn)備背著它們離開月球。
這么復(fù)雜的工作，它是怎么完成的？
嫦娥的“手臂”指哪挖哪
挖土無疑是件揮汗如雨的體力活。嫦娥五號挖土的畫風(fēng)又是如何？
在月面超過100攝氏度的高溫考驗下，它克服了測控、光照、電源等方面的條件約束，舒展長臂，高高舉起了挖土鏟……
此處需注明的是，嫦娥五號的挖土鏟，可跟咱們在生活中用到的不一樣。這臺設(shè)備一頭是一個小鏟子，一頭是淺表鉆，可以360度無死角可視化操作，能輕松完成鏟挖、淺鉆、拾取這些動作。
嫦娥五號的“手臂”纖細、白皙，卻結(jié)實有力。如果說人的手臂力量來自肱二頭肌、肱撓肌、掌肌等，這條集高顏值、高科技于一體的機械臂，各個關(guān)節(jié)的力量來自安裝在關(guān)節(jié)處的電機。這就是由中國航天科技集團四院401所研制的表采關(guān)節(jié)臂電機組件。
關(guān)節(jié)臂電機有兩種，重的不到1斤，輕的不到半斤，個頭不大、力氣不小，而且靈活機動，精度可達1度以內(nèi)，能讓嫦娥五號指哪挖哪。
這些電機裝在機械臂各個關(guān)節(jié)附近，暴露于月表環(huán)境中，意味著它們要耐受太陽直射下超過130攝氏度的高溫，以及比地球上大得多的輻射，還要承擔(dān)真空環(huán)境下難以散熱而帶來的性能衰減。好在，研制團隊已經(jīng)解決了這些環(huán)境適應(yīng)性問題。
如果電機在工作中壞掉或沒電了怎么辦？為了保證任務(wù)完成，研制團隊在一個電機殼體中塞了兩臺電機，提供雙重保障；同時還增加了突然斷電情況下對機械臂的位置保持功能，防止機械臂因“沒勁”而落在月面上“摔傷”，可以說是很貼心了。
怎樣將腳下的樣品舉到頭頂？
針對鉆取任務(wù)，航天科技集團五院529廠為嫦娥五號提供了一套“金剛鉆”。
這套鉆取子系統(tǒng)具備鉆進能力強、排粉能力強、月壤適應(yīng)性強三大基本功。
嫦娥五號不能移動，落到哪就得在哪鉆，這對鉆取適應(yīng)性提出很高要求。研制團隊開展了上千次地面鉆取試驗，積累形成了不同工況的鉆取參數(shù)數(shù)據(jù)庫；通過在軌預(yù)編程自主控制，實現(xiàn)了鉆取子系統(tǒng)“回轉(zhuǎn)”“沖擊”和“回轉(zhuǎn)+沖擊”三種模式，以及不同參數(shù)的自由切換，以適應(yīng)多種月壤工況。
為了讓嫦娥五號擁有百里挑一的獨創(chuàng)鉆頭，科研團隊選用了雙排鉆牙階梯構(gòu)型，經(jīng)過“千錘百煉”，保證鉆進過程順暢可控，具備對8級硬度巖石的鉆進能力。他們還為雙排出刃設(shè)計了多個切削面，使其能夠撥動、突破臨界顆粒與顆粒集群，以便應(yīng)對危險工況、處理大顆粒。
同時，科研團隊對鉆頭采用漸闊的錐形排粉槽通道，與鉆桿排粉槽連接相通，形成一體排粉通道，并通過鉆桿模型的匹配和參數(shù)優(yōu)化，使系統(tǒng)的排粉能力大幅提高。
“取得著、封得住”是鉆取子系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。為保證取得的巖芯在提出過程中不會掉落，系統(tǒng)采用開放式構(gòu)型的“8”字形超彈性合金絲作為封口方案，與取芯軟袋末端進行一體化縫合，依靠彈性收縮力來實現(xiàn)簡單可靠的封口。
嫦娥五號鉆取的樣品封入軟袋后，將被裝進環(huán)形封裝容器，再運送到上升器頂端。月球表面坑洼不平，如果嫦娥五號著陸時站得不正，有可能影響到樣品的傳送。
針對低重力下著陸姿態(tài)角度對樣品傳送的不利影響，研制團隊設(shè)計了具有碰撞自適應(yīng)能力的傳送方案。通過彈性驅(qū)動為月壤封裝容器提供初始速度，再借助重力，將含有三級導(dǎo)向錐角的封裝容器沿固定導(dǎo)向結(jié)構(gòu)傳送到上升器內(nèi)。該方案不需要續(xù)送機構(gòu)，簡單可靠，可以在不同著陸姿態(tài)下，實現(xiàn)封裝容器精準(zhǔn)傳送。
樣品打包、拆封都是高科技
據(jù)國家航天局消息，為確保月球樣品在返回地球過程中保持真空密閉以及不受外界環(huán)境影響，嫦娥五號在月面對樣品進行了密封封裝。
記者從航天科技集團五院510所了解到，相比月面極高真空環(huán)境，地球大氣中不僅有氣體成分，還漂浮著各種固體顆粒，月球樣品接觸到這些物質(zhì)就會被污染，科研價值將大打折扣。
為此，該所給嫦娥五號研制了專用打包裝置——密封封裝子系統(tǒng)。它能自動承接、封裝月球樣品，并妥善密封保存。
該系統(tǒng)裝在嫦娥五號最頂端，由主體框架、密封容器組件、蓋體組件和開合機構(gòu)組件等組成。鏤空的主體框架上分布著用于轉(zhuǎn)移的棘齒和導(dǎo)向條，鈦合金和鋁合金材料能保證其結(jié)構(gòu)強度和剛度，并最大限度減輕重量。
在月面工作階段，該系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的指令開始工作，先解除蓋體鎖定，讓蓋體豎直抬升、轉(zhuǎn)動一定角度，將容器口完全敞開；待所有樣品裝入容器后，蓋體原路返回，通過火工組件鎖緊并進行高真空密封。
等嫦娥五號返回地面后，月球樣品可不是輕易就能從密封裝置中取出來的。解鈴還須系鈴人。510所研制的月球樣品解封分裝操作臺可以勝任此項工作，在高純氮氣環(huán)境下對月球樣品進行收集、登記、描述等處理，最大限度保證樣品少受地球外部環(huán)境影響。
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（神秘的地球uux.cn報道）據(jù)科技日報（李晨 付毅飛）：記者從國家航天局獲悉，12月3日23時10分，嫦娥五號上升器3000牛發(fā)動機工作約6分鐘，成功將攜帶樣品的上升器送入到預(yù)定環(huán)月軌道。這是我國首次實現(xiàn)地外天體起飛。
與地面起飛不同，嫦娥五號上升器月面起飛不具備成熟的發(fā)射塔架系統(tǒng)，著陸器相當(dāng)于上升器的“臨時塔架”，上升器起飛存在起飛初始基準(zhǔn)與起飛平臺姿態(tài)不確定、發(fā)動機羽流導(dǎo)流空間受限、地月環(huán)境差異等問題。另外由于月球上沒有導(dǎo)航星座，上升器起飛后，需在地面測控輔助下，借助自身攜帶的特殊敏感器實現(xiàn)自主定位、定姿。
點火起飛前，著上組合體實現(xiàn)月面國旗展開以及上升器、著陸器的解鎖分離。此次國旗展開是我國在月球表面首次實現(xiàn)國旗的“獨立展示”。點火起飛后，上升器經(jīng)歷垂直上升、姿態(tài)調(diào)整和軌道射入三個階段，進入預(yù)定環(huán)月飛行軌道。隨后，上升器將與環(huán)月等待的軌返組合體交會對接，將月球樣品轉(zhuǎn)移到返回器，后者將等待合適的月地入射窗口，做好返回地球的準(zhǔn)備。
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（神秘的地球uux.cn報道）據(jù)中國研究月球計劃稱，中國嫦娥五號返回器在采樣后成功飛離月球表面并回到預(yù)定的軌道，在那里它將與軌道飛行器對接。據(jù)稱，這是中國航天研究史上航天器首次飛離另外一個天體上。
11月24日早晨中國發(fā)射了嫦娥五號采樣返回器，12月1日它完成了在月球看到見的那面的預(yù)定區(qū)域著陸，在隨后的兩天里借助安裝在著陸器上的鉆孔裝置和帶有機械手的鏟斗收集了月球土壤，土壤被裝在特殊的艙室中飛離。
這項任務(wù)預(yù)計要進行23天，計劃在12月16日至17日在內(nèi)蒙古自治區(qū)四子王旗返回地球。預(yù)計探測器將把大約2公斤的月球土壤帶回地球。這是44年來首個去月球采集土壤的航天器。在成功的情況下中國將成為繼美國和蘇聯(lián)之后的第三個可以完成這樣任務(wù)的國家。
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（神秘的地球uux.cn報道）據(jù)俄羅斯衛(wèi)星通訊社莫斯科12月3日電，俄羅斯羅巴切夫斯基下諾夫哥羅德國立大學(xué)物理系主任亞歷山大?馬雷舍夫向衛(wèi)星通訊社表示，嫦娥五號探測器成功著陸使中國更接近實現(xiàn)月球采礦和建設(shè)月球基地。
他稱：“多年來，整個文明世界一直關(guān)注中國持續(xù)進行的‘嫦娥’月球計劃。這一太空大國成就的寶庫中包含高分辨率的月球表面三維地圖、將航天器送入繞月軌道的調(diào)試過程、兩輛月球車著陸，其中包括世界上首次在月球背面與地球建立穩(wěn)定的通信。”
馬雷舍夫指出：“現(xiàn)在我們看到地球衛(wèi)星開發(fā)的下一步，即探測器的成功著陸，其任務(wù)是在表面鉆探并收集表土樣品。顯然，這使我們的中國同事更加接近于落實實際使用月球土壤的計劃，即從中提取礦物質(zhì)，以及落實更加雄心壯志的建設(shè)月球基地的項目。”他總結(jié)稱，目前可見，中國是這場科學(xué)競賽的領(lǐng)導(dǎo)者之一。
俄羅斯羅巴切夫斯基下諾夫哥羅德國立大學(xué)是俄“5-100計劃”項目參與單位。
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（神秘的地球uux.cn報道）據(jù)央視網(wǎng)：12月3日23時10分，嫦娥五號上升器3000N發(fā)動機工作，成功將攜帶樣品的上升器送入到近月點環(huán)月軌道。點火起飛前，著上組合體實現(xiàn)月面國旗展開以及上升器、著陸器的解鎖分離。此次國旗展開是我國在月球表面首次實現(xiàn)國旗的“獨立展示”。
專家介紹，與地面起飛不同，嫦娥五號上升器月面起飛不具備成熟的發(fā)射塔架系統(tǒng)，著陸器相當(dāng)于上升器的“臨時塔架”，上升器起飛存在起飛初始基準(zhǔn)與起飛平臺姿態(tài)不確定、發(fā)動機羽流導(dǎo)流空間受限、地月環(huán)境差異等問題；此外，由于月球上沒有導(dǎo)航星座，上升器起飛后，需在地面測控輔助下，借助自身攜帶的特殊敏感器實現(xiàn)自主定位、定姿。
接下來，上升器將與環(huán)月等待的軌返組合體交會對接，將月球樣品轉(zhuǎn)移到返回器，后者將等待合適的月地入射窗口，做好返回地球的準(zhǔn)備。
12月1日晚間，嫦娥五號探測器穩(wěn)穩(wěn)降落在月球正面風(fēng)暴洋北部呂姆克山、夏普月溪附近。這是中國探測器第三次在月球表面成功軟著陸，也是人類探測器首次踏足月球上的這一區(qū)域。
成功著陸后，嫦娥五號探測器開展了太陽翼展開、機構(gòu)解鎖等相關(guān)準(zhǔn)備工作，并正式開始持續(xù)約2天的月面工作，采集月球樣品。
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（神秘的地球uux.cn報道）據(jù)ETtoday（蔡儀潔）：經(jīng)過約19小時月球表面采樣工作，嫦娥五號探測器3日晚間11時踏上返航之旅。起飛前，一面「織物版」五星旗成功展開，這是中國在月球表面首次實現(xiàn)五星旗的獨立展示。據(jù)悉，該面旗幟在選材上花費的時間就超過1年，最終采用某新型復(fù)合材料，能在正負(fù)150攝氏度溫差環(huán)境下不粘連在一起。
據(jù)《中國航太報》報導(dǎo)，嫦娥五號探測器在完成采樣任務(wù)上升起飛前，一面「織物版」五星旗在月面成功展開，這是繼2013年12月15日，嫦娥三號著陸器與玉兔號月球車互拍實現(xiàn)五星旗首次亮相月球，以及2018年12月8日嫦娥四號探測器后，將五星旗帶向月球背面后的又一次在月球表面的成功展示。
但嫦娥五號探測器五星旗展示的方式，與「嫦娥三號」和「嫦娥四號」所采用的噴涂方式有很大不同，且研制難度又邁上了一個大臺階。由于宇宙擁有很強的電磁輻射，以及月球表面有著正負(fù)150攝氏度的溫差，諸多惡劣環(huán)境因素決定了普通五星旗無法在月球上使用。
為了保證五星旗展開時，擁有足夠的強度，保持平整，研制團隊圍繞這一問題做了很多理論研究和模擬試驗，同時還要保證旗子卷起時，在正負(fù)150攝氏度溫差環(huán)境下不能粘連在一起。
五星旗展示系統(tǒng)項目指揮馬威表示，展示系統(tǒng)是艙外單機系統(tǒng)，自運載火箭拋掉整流罩后，從地月轉(zhuǎn)移軌道進入月球軌道，再到探測器著陸在月球上，它都一直暴露在極端惡劣環(huán)境中，「我們通過試驗發(fā)現(xiàn)，如果把地球上使用的國旗放在月球上，它的顏色在很短時間內(nèi)就會褪色、串色，甚至分解。」
對于首次接受宇航研制任務(wù)的該團隊來講，完全是摸著石頭過河。五星旗展示系統(tǒng)技術(shù)負(fù)責(zé)人程昌表示，科研團隊在選材上花費的時間就超過1年，最終挑選出了2、30種纖維材料，然后通過做包括熱匹配性，耐高低溫、防靜電、防月球塵埃等在內(nèi)的物理試驗，科研團隊最終決定采用某新型復(fù)合材料，保證五星旗能夠抵御月表惡劣的環(huán)境，做到不褪色，不串色、不變形。
由于「嫦娥五號」五星旗展示系統(tǒng)的重量只有1公斤，研制團隊圍繞整個系統(tǒng)在減重問題上下了大量工夫，不僅材料要輕質(zhì)化，而且還要對設(shè)備進行「瘦身」。面對月表惡劣的溫差環(huán)境，也對展示系統(tǒng)的工藝設(shè)計、集成設(shè)計提出了很高要求。用馬威的話來講，雖然只是一面薄薄的五星旗，但科技含量十分高。
旗幟展示系統(tǒng)使用的支架結(jié)構(gòu)在空間環(huán)境中要承受冷熱交變、空間輻照、極低真空等惡劣環(huán)境考驗，如果選材不當(dāng)，可能會發(fā)生冷焊（即兩塊接觸金屬在太空極低真空環(huán)境下會粘連一起），由此帶來的問題是機構(gòu)不能正常工作或打開。
李云峰表示，為了解決冷焊問題，「我們對系統(tǒng)所有的機構(gòu)和關(guān)鍵位置都進行了防冷焊處理，以保證部件能滿足太空環(huán)境和月表對溫度的要求。可以說，我們?yōu)榱藢煺故鞠到y(tǒng)的重量控制在1公斤，整個研制團隊做出了不懈努力。」
火工品是整個五星旗展示系統(tǒng)中最基礎(chǔ)的一環(huán)，如果它無法起爆解鎖，后續(xù)動作就無從談起。因此，負(fù)責(zé)機構(gòu)解鎖的火工品爆炸裝置成為了關(guān)鍵。
程昌表示，旗子展示系統(tǒng)使用的火工品在中國國內(nèi)同等用途和功能中屬于最小之一，「小」意味著它對環(huán)境適應(yīng)性十分敏感，稍有不慎就可能失效，尤其是面對月球惡劣的溫差環(huán)境，更需要保證地面給它指令時就能成功起爆。
面對這一難題，研制團隊通過將火工品放在-200攝氏度左右的液氮罐里和高溫環(huán)境下，進行了幾十次試驗，模擬它在月球極大溫差環(huán)境下能否正常使用。
作者:知識
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