采访人员从国家航天局获悉 ， 北京时间12月17日1时59分 ， 探月工程嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆 ， 标志着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成 。
按计划 ， 回收后的嫦娥五号返回器在完成必要的地面处理工作后 ， 将空运至北京开舱 ， 取出样品容器及搭载物 。 国家航天局将择机举行交接仪式 ， 正式向地面应用系统移交月球样品 ， 我国首次地外天体样品储存、分析和研究相关工作也将随之启动 。
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降速度 ， 让返回器在太空“打水漂”
截至目前 ， 世界上只有美国、苏联的航天器以及我国嫦娥五号开展过绕月再入返回试验 。 资料显示 ， 国外的再入航天器共有三类：弹道式再入航天器、弹道－升力式再入航天器和升力式再入航天器 。 而我国的探月工程则采用了一种全新的再入方式——半弹道跳跃式再入返回 。 这一“中国特色”的再入返回是什么意思呢？为什么要选择这种方式呢？
据中国航天科技集团五院专家介绍 ， 返回器从月球飞回来的速度是每秒11.2公里的第二宇宙速度 ， 而一般从近地轨道返回的航天器速度大多为每秒7.9公里的第一宇宙速度 ， 可别小看了这每秒3公里的差距 。 就好像扔石头 ， 同样一块石头 ， 从一层楼扔下来的速度和从十几层楼仍下来速度肯定不一样 。 同理 ， 航天器从数百公里高的近地轨道返回和从38万公里远的月球返回速度必然不同 ， 且差距巨大 。 此外 ， 高速进入大气层时将摩擦产生剧烈高温 ， 热量急剧提升也为航天器返回带来巨大挑战 。
要想让嫦娥五号安全顺利返回地球首要解决的两大重要难题就是速度和温度这两只“拦路虎” 。 究竟如何才能成功减速？这是一个世界级的难题 。
在反复学习、研究美苏经验的基础上 ， 根据我国航天器实际情况 ， 嫦娥五号总体设计部的轨道设计师们决定借助地球大气层这个航天器再入返回的天然屏障 ， 通过空气摩擦产生的阻力实现减速目的 ， 并提出了一个大胆的方案——半弹道跳跃式再入返回 。
“就像在太空中打水漂 ， 返回器先是高速进入大气层 ， 再借助大气层提供的升力跃出大气层 ， 然后再以第一宇宙速度扎入大气层 ， 返回地面 ， 整个过程环环相扣 ， 将在15分钟内完成 。 ”来自总体设计部的嫦娥五号探测器总体主任设计师孟占峰介绍说 。
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【我国|嫦娥五号归来！月球“土特产”带回来了！】降温度 ， 为返回器设计“防热衣”
返回器返回途中的另一个拦路虎是温度 。
见过神舟飞船返回舱的人一定对那身乌黑的外表印象深刻 。 之所以全身乌黑 ， 是返回舱从近地轨道返回地球时 ， 被大气层剧烈摩擦产生的高温烧灼而成的 。 “再入的速度提高一倍 ， 再入热量将提高8－9倍” 。 总体设计部嫦娥五号探测器结构分系统主任设计师董彦芝介绍说 。 如此高的温度 ， 一旦进入返回器的内部 ， 后果将不堪设想 。
如何防热？怎样对抗烧蚀？成为技术团队必需攻克的难关 。 而因运载承载能力的约束对返回器的质量提出了严格限制 ， 在设计过程中不仅需要新型低密度防热材料 ， 而且还需要返回器结构本身采用轻量化的设计 。
为此 ， 总体设计部防热结构设计团队为返回器巧妙设计了一件“防热衣” 。 针对月球轨道返回热环境、空间环境和重量的要求 ， 提出了不同部位耐烧蚀和隔热的具体需求与指标 ， 从33种新研材料中筛选出了7种防热材料 ， 完成了防热材料的布局和局部防热结构设计 ， 实现了我国由近地轨道再入到深空轨道再入的防热结构设计的跨越 。
从防热结构设计、防热材料成型工艺研究、焊接工艺研究 ， 到工程样机、结构器、热控器、专项试验验证器、正样器......嫦娥五号探测器的防热“霓裳羽衣”精心“缝制”而成 ， 成为安全顺利返回地球家园的生命保证 。
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（摄影：我们的太空创新实践中心 汪江波）
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