嫦娥五号完美落月的科技支撑

北京时间12月1日23时11分，在经历了为期一周的地月转移、近月制动、环月飞行之旅后，嫦娥五号探测器成功着陆在月球正面西经51.8度、北纬43.1度附近的预选着陆区，并传回着陆影像图。作为中国探月工程“绕、落、回”三步走的收官之战，嫦娥五号任务将从月球采集约2千克月球样品返回地球。嫦娥五号探测器软着陆于月球哪个区域？探测器如何稳稳地降落？其背后的支撑是中国强大的科技实力。

落在哪？

据中国国家航天局消息，12月1日22时57分，嫦娥五号着陆器和上升器组合体从距离月面约15公里处开始实施动力下降，7500牛变推力发动机开机，逐步将探测器相对月球的下降速度从约1.7公里/秒降为零。期间，嫦娥五号探测器进行快速姿态调整，逐渐接近月表。此后进行障碍自动检测，选定着陆点后，开始避障下降和缓速垂直下降，平稳着陆于月球正面风暴洋的吕姆克山脉以北地区。着陆过程中，着陆器配置的降落相机拍摄了着陆区域影像图。

成功着陆后，着陆器在地面控制下，进行了太阳翼和定向天线展开等状态检查与设置工作，并正式开始持续约2天的月面工作，预计将采集2千克左右的月球样品。

中国科学院院士、中国探月工程首任首席科学家欧阳自远曾表示，中国选择的着陆点距离美国阿波罗计划着陆点有上千公里距离，将会迎来新的现象、新的发现。

怎么落？

在选定吕姆克山脉以北地区作为着陆点后，此次落月有四大看点。

看点一：选址准落得稳 嫦娥五号任务的落月和近月制动一样，有且只有一次机会，必须一次成功。由于涉及采样后上升器的月面起飞，所以，嫦娥五号落月的过程也是为后续上升器月面起飞选择“发射场”。相较于嫦娥三号、四号，嫦娥五号对于着陆点的位置精度和平整度方面的高要求是空前的，这需要着陆区域内无太高的凸起、无太深的凹坑，坡度要符合任务要求。

为实现“选址正确、落得准确”，嫦娥五号采用了五院502所在嫦娥三号和四号上应用的“粗精接力避障”方式。着陆上升组合体在飞到距离月面100米时会悬停一下，通过对选定区域拍照，精确识别、选好落点。之后，着陆上升组合体再斜向下飞行，边下降边注意避障，飞到选定着陆点的正上方后垂直下降，在距离月面较近时提前关闭主发动机，然后利用着陆腿的缓冲实现软着陆。

看点二：“腿”功强大保安全 落月的关键在于平稳二字。嫦娥五号着陆上升组合体在落月时，撞击月面会形成较大的冲击载荷，必须设计相应的着陆缓冲系统，吸收着陆的冲击载荷，保证探测器不翻倒、不陷落，这是落月的技术难题之一。着陆缓冲机构，通俗地说，就是嫦娥五号的“腿”。与嫦娥三号的着陆缓冲设计方案相比，由于任务难度增加，嫦娥五号任务的着陆缓冲能力要求提高了30%，但机构重量指标却减少了5%。嫦娥五号的“腿”继承了嫦娥三号、嫦娥四号的良好基因，具有完全自主知识产权的“偏置收拢、自我压紧”式方案，保证收拢简单、展开可靠，解决了着陆缓冲、着陆稳定性等多方面问题，确保嫦娥五号稳定可靠地完成与月球的“亲密拥抱”。

看点三：天黑请闭眼 在降落的过程中，嫦娥五号着陆上升组合体距离月面较近时，主发动机会激起月尘，容易触发月尘污染星敏感器，从而影响上升器后续的月面起飞。为了不让月尘“迷了上升器的漂亮眼睛”，科研人员特别设计了一个盖子。在距离月面一定的高度时把星敏感器的镜头盖起来，待落月之后月尘散去，再通知星敏感器把盖子打开，这一睁一闭之间，着陆器和上升器组合体已经顺利着陆在月亮之上。这一過程被科研人员亲切地称为“天黑请闭眼”。

看点四：定向天线“一线牵” 落月牵动着国人的心。38万公里外的嫦娥五号正经历着什么样的考验？所有的讯息，都需通过着陆上升组合体的一口小小的“锅”来传送遥测数据。这个“小锅”就是定向天线——把探测器上的数据传输到地面的发射转换装置。从月球把数据发送回地球，通信的距离相比地面手机通信远了几万倍，这就需要采取特殊的对地定向天线来发送数据。科研人员设计的定向天线包含了反射面天线辐射器、双轴驱动机构。双轴驱动机构就像人的肩关节、肘关节，驱动反射天线辐射器灵活地转动，确保“小锅”始终对准地面，向地球传送嫦娥五号落月的遥测数据。

为何选择两种“挖土”模式

据国家航天局介绍，嫦娥五号探测器自动采样任务采用表取和钻取结合，多点采样的方式，设计了钻具钻取和机械臂表取两种“挖土”模式。

钻取的钻头中间是一个中空结构，通过把钻头深入到月球表面以下，然后中空的管子里能够取样。表取则是用机械臂获取月球表面样品。用两种方式能够获得更多种类、更多数量的样品。设计钻取和表取这两种方式，可以互为备份。

挖完土之后，为了安全带回地球，还要对采集到的样品进行打包，要把钻取的岩芯部分装进一个包裹，这个包裹形状是长条形的，像个香肠一样，把样本紧密地包裹好，封装好。这些土壤不能在转移到地球的时候被污染了，因为地球和月球环境不一样，月球样品一定要在非常洁净的环境下保存。

（据新华社12.3讯、中新网12.2）