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采样 “嫦娥五姑娘”正按计划开展月面采样

采样 “嫦娥五姑娘”正按计划开展月面采样
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12月2日，在北京航天飞行控制中心拍摄的落月后的嫦娥五号探测器。 新华社发
采样 “嫦娥五姑娘”正按计划开展月面采样
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嫦娥五号探测器着陆器和上升器组合体着陆后全景相机环拍成像。 新华社发
稳稳地，“嫦娥五姑娘”降临月宫。
采访人员从国家航天局获悉，嫦娥五号探测器于12月1日23时许成功着陆月面后，开展了太阳翼展开、机构解锁等相关准备工作。12月2日4时53分，探月工程嫦娥五号着陆器和上升器组合体完成了月球钻取采样及封装。
目前，着陆器和上升器组合体正按计划进行表取采样。嫦娥五号探测器自动采样任务采用表钻结合、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。
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选址有讲究
此次软着陆的地点，虽然是月球正面，但却是以前未曾探索过的区域。中国探月工程首任首席科学家、中国科学院院士、被誉为“嫦娥之父”的欧阳自远曾表示，中国选择的着陆点距离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。
嫦娥“五妹”降临月宫，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，因此，嫦娥五号落月也是为后续上升器月面起飞选择“发射场”。和“姐姐”们相比，“五妹”对于着陆点的位置精度和平整度方面的要求近乎苛刻——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。
为了“选得准、落得稳”，嫦娥五号采用了“三姐”和“四姐”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，由中科院上海技术物理研究所、上海光学精密机械研究所研制的激光三维成像敏感器利用高重频、窄宽脉冲激光，瞬时对月面实施高精度三维成像，为选择精确的着陆点提供依据。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竖直下降，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。
降落过程中，嫦娥五号着陆上升组合体在距离月面较近时，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。为此，科研人员特别设计了与“五妹”的互动环节“天黑请闭眼”——在距离月面一定高度时把星敏感器的镜头盖起来，等“五妹”接到“通知”再将敏感器盖子打开时，已是平安落月之后月尘散去。
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“挖土”不轻松
此次，嫦娥“五姑娘”的挑战更艰巨：带回大约2千克的月壤。
2千克月壤的价值有多大，或许能从欧阳自远在一场科普讲座中的表述来感受。中国现在仅有的1克月壤，是中美恢复建交后美国赠送的。这1克实在太过珍贵，我国科研人员只敢拿出0.5克，绞尽脑汁做各种科研，不让中国在这一领域落伍。另外0.5克，则存放在了北京天文馆中，能让国人有亲眼目睹月壤的机会。
从1976年苏联“月球20”号探测器采样后，人类已经44年没有重新获得月球馈赠的“伴手礼”。
12月2日，嫦娥五号已经开工“挖土”了！科研人员为嫦娥“五姑娘”设计了两种“挖土”模式：钻取和表取。探测器随身携带了钻取采样装置、表取采样装置、表取初级封装装置和密封封装装置等“神器”，将采取深钻、浅钻，以及“铲土”“挖土”“夹土”等方式，采集约2千克月壤，并进行密封封装。
国家航天局探月与航天工程中心副主任、探月工程三期副总设计师、嫦娥五号任务新闻发言人裴照宇表示，经过论证，两公斤是数量上不算少、工程上可实现的。“但是作为对这次任务的考核，我们的目标是采样返回，采到样品、返回地球，就是成功。不管带多少，都是成功。”
带回月球“伴手礼”，显然不是件容易的事。嫦娥系列探测器及火星探测器总指挥、总设计师顾问，“人民科学家”叶培建院士介绍，“阿波罗”飞船载人登月时就发现月球上有水，但带回的样本密封出现了问题，搞不清是在月球上有水还是在地球上被污染了。因此，要在1/6地球重力环境下无人采样和封装非常不易——不仅钻取的月壤必须原原本本，不能破坏原有的层次结构；而且采样之后，也不能有任何污染，还要经得起返回时的各种恶劣环境。
截至采访人员发稿，着陆器和上升器组合体正按计划进行表取采样。
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返回很“刺激”
嫦娥“五姑娘”的“回家”之路，并不比作客他乡轻松，倒不是“近乡情更怯”，而是“近乡更小心”——完成采样任务后，携带月球样品的上升器从月面起飞，与轨返组合体交会对接，把样品转移到返回器后上升器与轨返组合体分离。随后，轨返组合体踏上归途，二者在以接近第二宇宙速度飞到距地球数千公里时分离。最终，返回器采用半弹道跳跃再入方式再入地球大气层，落至预定的着陆场。

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