焦点 中国焦点面对面：“嫦五”探月有何难？月球“挖土”有何用？( 二 )
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李青：嫦娥五号探测器设计了两种采样方式，分别是钻取采样和表取采样。钻取采样是用一个约2米(长)的钻杆钻入月表内部，采集两米深度、约0.5千克的样品。表取采样是用机械臂进行多点采样，采样区域包括平地，撞击坑、凸起、小石块都可以作为采样样品，这些样品的分布不同，具有不同地质特点，也有不同演化历史，可以大幅提高科研价值。钻取采样和表取采样后分别进行封装，再对样品容器进行密封，以保证样本在返回过程中不受到外界环境的污染。李青：嫦娥五号探测器任务技术难点主要表现在轨道设计、月面采样封装、月面起飞上升、月球轨道交会对接与样品转移等方面。首先是月球轨道设计复杂。因为嫦娥五号探测器的飞行阶段多，各个阶段轨道方案耦合紧密，涉及测控、运载和着陆场的多种限制，约束条件多，飞行过程还涉及月面起飞、轨道交会对接、月地轨道等新的飞行阶段，在以前“绕”和“落”任务中是没有涉及的。飞行过程复杂，轨道设计难度较大，在标称轨道设计方案上还需要考虑推进剂资源受限的情况下制订各种预案，对轨道设计也是全新的挑战。第二是月面采样封装技术，这是全新的技术，也是嫦娥五号月球无人采样返回任务的核心环节之一。该任务采用钻取和表取结合，多点采样方式，采样装置是全新研制，技术新、难度大，需要考虑飞行任务及探测器的测控、光照条件、电源、热控等各种约束，采样期间面临月面持续高温的工作环境，同时采样任务时序紧张、机构动作多、不确定因素多。第三是月面起飞上升验证比较难。由上升器、着陆器和月面构成的月面起飞系统，其初始状态源自着陆上升组合体着陆月面的场坪条件、着陆的姿态及方位等条件，月面起飞初始条件无法像运载火箭和导弹一样在地面由地面人员完成测调和确认，必须依靠自主定位定姿方式确定起飞的初始状态。面对倾斜发射的情况，需要明确起飞稳定性的各种因素及其耦合的影响，依靠精确的定姿能力完成空中对准以实现精确入轨。与常规的航天器面临的羽流环境不同，上升器发动机在受限空间中点火是有非常复杂的羽流力热效应，需要通过大量的地面仿真和试验去进行验证。第四是月球轨道交会对接与样品转移自主要求高。与近地轨道交会对接不同，嫦娥五号月球轨道交会对接没有卫星导航信号的支持，对接与样品转移过程的自主要求很高。同时在月球交会对接过程中，地面测控支持能力受到限制，受到对接机构大小的限制，对接精度要求较高。嫦娥五号探测器对接与样品转移机构在保证对接精度的同时还必须满足样品转移的相关要求。对接机构与样品转移机构的一体化设计，也是该技术研究中的难点。李青：作为中国探月工程“绕、落、回”三步走的收官之战，嫦娥五号任务意义重大、影响深远、举世瞩目。三步走目标中“绕”是完成了中国首次月球环绕探测任务，“落”是完成了中国首次月球软着陆和巡视探测任务。最后“回”的关键一步将实现中国首次月球无人采样返回任务，包括多个首次：首次月面自动采样与封装、首次月面起飞上升、首次月球轨道交会对接、首次带月壤高速(再入)返回地球、首次自取月球样品的存储、分析和研究。嫦娥五号任务的科学目标主要是开展着陆点区域形貌探测和地质背景勘察，获取与月球样品相关的现场分析数据，建立现场探测数据与实验室分析数据之间的联系；对月球样品进行系统、长期的实验室研究，分析月壤的结构、物理特性、物质组成，深化月球成因和演化历史的研究。
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李青：完成探月三步走标志着中国掌握了全面的月球无人探测技术。通过探月工程的研究成果，大幅提高了中国科学家对月球地形地貌及地质构造、物质成分、月壤特性、月面环境等的全球性、整体性与综合性的认识，使中国掌握了第一手的月球探测数据，为后续的月球探测工程和月球科研站选址与建设提供了科学依据。李青：“玉兔”月球车实际上指的是“嫦娥”着陆器所携带的巡视器。“玉兔一号”月球车是嫦娥三号探测器的巡视器，“玉兔二号”月球车是嫦娥四号探测器的巡视器，因此它们都是嫦娥探测器的一部分。“嫦娥”着陆器除了保证整个探测器安全着陆以外，还具备原位探测功能，通过长时间的原位探测可以获取着陆区附近比较详细的探测数据以及时间历程。而“玉兔”月球车具有移动装置，主要用于巡视探测，可以大幅扩展月面探测的范围。这两种探测方式相互补充、相互结合，有利于提高探测的效率。李青：嫦娥奔月的神话传说寄托了中国古人对月球的美好幻想。根据目前月球探测历程所取得的成果和未来的月球探测计划，建立月球家园——也就是建立支持长期人员生存的综合型月球科研站，或者叫月球村——实际上已经被提上计划日程，从技术上讲虽然还有很多关键技术有待去突破，但是应该已经没有太多科幻成分。这也是人类航天事业发展的大势所趋。但我要强调的是，一以贯之，久久为功。在政策的持续支持下，在长期和平的国内和国际环境下，在长期良好的国际合作氛围下，更在所有航天工作者不懈的努力下，这一天才有望早日到来。(完) 【编辑:孙静波】谢谢您的观看
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