起飞 一文解读嫦娥五号月面起飞
微信公号“中国航天报”12月5日报道，怀揣着2公斤月壤，嫦娥五号探测器上升器做好了起飞准备。临别时，它看了一眼着陆器。十多分钟以后，它们将永不再见。接下来的每一步，它必须小心翼翼，毫厘不差……
文章插图
落区平坦，起飞第一步，稳了！
12月3日20时07分，嫦娥五号上升器进入起飞准备模式。这是我国首次在地外天体实施航天器起飞。
火箭在地球表面起飞有完备的发射塔架支持系统。相比之下，月面起飞条件则简陋得多。两天前，嫦娥五号着陆器驮着上升器降落月球。现在，它摇身一变，充当起上升器的发射塔架。
起飞地形很重要。早在落月之前，来自航天科技集团五院总体部的嫦娥五号探测器系统总体主任设计师舒燕就曾表示，一个担忧便是着陆器会降落在斜坡上，“月球表面环境复杂，着陆器不一定是四平八稳的状态，很有可能落在斜坡上或者凸起、下凹处。这会给起飞带来很大难度。”
经过大量地面试验，科研人员最终确保上升器即便落在 20 多度的斜坡上，也能够顺利起飞。“月面起飞前 8小时左右，探测器的‘大脑’——GNC（制导、导航与控制）系统开始工作。3000牛发动机点火、上升器起飞后，GNC系统迅速判断出上升器的实时状态，进而将其调整成垂直状态。”502所嫦娥五号探测器系统 GNC分系统副主任设计师杨巍说。
理想的状态是落区平坦。考虑到采样后上升器要在月面起飞，嫦娥五号落月的过程也是为上升器选择“发射场”的过程。为了给上升器起飞创造更好的条件，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要求更高。
12月1日23时11分，在GNC系统的精准操控下，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。从着陆影像图来看，地势平坦。测试数据显示，探测器只倾斜了两度，上升器几乎是完美的起飞姿态。地面飞控人员长舒了一口气。
必须按时起飞，不然生死考验
嫦娥五号上升器在等待起飞窗口的到来。
根据着陆器、上升器的位置姿态和等候在月球上空的轨道器、返回器组合体实际飞行情况，地面飞控人员已经计算出上升器最佳的飞行路线，让上升器以最省燃料的方式飞向轨返组合体。
嫦娥五号用于起飞的燃料需要自给自足——从38万公里外的地球携带过去。长途跋涉的艰辛让嫦娥五号难以过多负重，所以，科研人员要为上升器规划一个最省燃料的月面起飞轨道。嫦娥五号轨道总体主任设计师马传令说，这样做还有一个重要原因——“为后续在月球轨道进行交会对接节省出燃料”。
航天器在月球轨道交会对接，对中国而言，尚属首次，有挑战、更有风险。因此，研制人员必须尽最大可能给上升器留足燃料，以便应对所有的“意料之中”和“意料之外”。
悉心设定好飞行参数，上升器静候飞行指令发出。不管是在地球还是在月球 ，航天器发射都涉及到发射窗口。不同于地面，在月面起飞，发射窗口期很短，起飞时机很重要。
在地球实施运载火箭发射，地球每天自转一圈，每天都有一次发射机会。而月球则不同，一个月才会完成一次自转，若错过了这次发射时机，只能等到下个月再实施。
这对嫦娥五号来说万万不允许。因为如果错过此次发射窗口，月球会迎来漫长月夜，月表温度最低可达零下190摄氏度。没有光照，上升器的能量会慢慢散失，对她而言就是生死考验。与此同时，等待时间过长，月球上空的轨返组合体也会燃料告急。
要使后续程序不掉链子，解题方式有且只有一个：按时起飞。
在月球发射一枚微缩版火箭
23时10分，上升器的3000牛发动机点火，紧接着，姿控发动机启动。气流反推，上升器腾空而起，月球上升起一枚“微缩版的运载火箭”。
文章插图
安装在着陆器顶端的分离上升监视相机记录下了3000牛发动机启动的过程，并将画面传回了地球。这台相机由航天科技集团五院508所研制。
相机拍摄3000牛发动机启动(01:42)
21台空间发动机互相配合，为上升器提供动力、把控方向、调整姿态。其中，3000牛发动机提供起飞的主要动力，20台姿控发动机维持姿态方向。
推荐阅读
- 召集人 张彬彬致敬李大钊，《28岁的你》正能量偶像解读伟人事迹
- 警告! 专家解读：“无人机战场自主杀人”可怕吗？如何防范？
- 漂亮姐姐 《五十公里桃花坞》宋丹丹爆笑解读饭圈用语，缩写的信你读得懂吗
- 股民 卖房子不如搞医美！转型后，他们股价都起飞了
- 视点·观察 梁建章解读三胎新政 新政预示生育政策的彻底逆转
- reits 公募REITs来了！别瞎买！先搞懂这5点！（解读）
- 运载火箭 月下飞天舟——天舟二号飞行任务全解读
- 艺兴 张艺兴学车的直拍来了，内心想“起飞”被吐槽，全世界教练一个样
- 大气密度 如果无人机起飞困难，那么在火星上释放氢气球，能飞起来吗？
- 中国宇宙飞船 3个系列，10种型号，中国宇宙飞船家族解读，人丁太兴旺了