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12月3日23時10分，嫦娥五號上升器3000N發(fā)動機工作約6分鐘,，成功將攜帶樣品的上升器送入到預定環(huán)月軌道,。這是中國首次實現(xiàn)地外天體起飛。

自12月1日23時11分成功落月以來,，嫦娥五號在約48小時內(nèi)迅速完成了“挖土”“打包”“升旗”“起飛”等一系列工作，攜月球“土特產(chǎn)”即將返回地球,。

“挖土”

作為中國探月工程“繞,、落、回”三步走的收官之戰(zhàn),，嫦娥五號任務會從月球采集約2公斤月球樣品返回地球,。平穩(wěn)著陸于呂姆克山脈以北地區(qū)后，嫦娥五號隨即開展月面自動采樣工作,。

自動采樣是嫦娥五號任務的核心關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,。探測器要經(jīng)受住超過100攝氏度的月面高溫考驗，克服了測控,、光照,、電源等方面的條件約束，實現(xiàn)了多點,、多樣化自動采樣。

科研人員為嫦娥五號精心設(shè)計了兩種“挖土”模式：鉆取和表取,。中國航天科技集團五院嫦娥五號探測器系統(tǒng)副總設(shè)計師彭兢介紹道：“鉆取就是通過空心鉆桿的取芯機構(gòu),，鉆到月球表面兩米深以下處，得到深層樣品的層理信息,。表取就是采用機械臂末端固定鏟挖型采樣器,，進行表層和次表層月壤采集，實現(xiàn)多點、多次采樣,。”這兩種方式互為備份,，不僅可以提高采樣的成功率和可靠性，同時也能夠獲得更為豐富的樣品種類,，為后續(xù)科學家研究提供更多可靠的原始資料,。

“鉆取初步考慮是0.5公斤，表取是1.5公斤,。”中國國家航天局探月與航天工程中心副主任,、嫦娥五號任務新聞發(fā)言人裴照宇曾透露。12月2日4時53分,，經(jīng)過3個多小時的持續(xù)作業(yè),，嫦娥五號鉆取子系統(tǒng)順利完成鉆取采樣任務。

另一廂,，表取采樣也在有條不紊地進行,。用于表取的機械臂頗為搶眼，臂桿長3.7米,，由數(shù)十個關(guān)節(jié)組成,。由于著陸區(qū)域條件較好，嫦娥五號的采樣工作比預想更為順利,，僅用19個小時便提前完成月表自動采樣任務,。

“打包”

相比月面極高真空的環(huán)境，地球表面包裹著大氣層,，大氣環(huán)境中不僅有氣體成分,，還漂浮著各種固體顆粒，如果月球樣品接觸到大氣中的這些物質(zhì),，就會造成污染,，導致月球樣品科研價值大打折扣,。

如何將38萬公里之外的月球樣品在無人條件下進行“打包”,，并保證樣品在返回地球的過程中不受污染?由中國航天科技集團五院510所研制的月球樣品密封封裝子系統(tǒng)給出了“答案”，該系統(tǒng)能夠自動承接,、封裝月球樣品并具有密封功能的裝置,，可將采集到的月球樣品“打包”返回地球。

做好封裝“打包”工作尤為重要,。在封裝過程中，中國航天科技集團五院529廠設(shè)計師創(chuàng)新出一種“雙管單袋”的鉆進取芯方案,。鉆取到的月球樣品,，進了取芯管后，取芯軟袋拉繩隨之上提,，樣品就被自動裝進軟袋里,。由于質(zhì)地柔軟，軟袋可以很方便地進行纏繞封裝,，再放入初級封裝裝置內(nèi),。中國工程院院士、中國國家航天局原局長欒恩杰形象地將鉆取封裝這一過程比喻成“裝香腸”,。

采樣和封裝過程中,，科技人員在地面實驗室根據(jù)探測器傳回數(shù)據(jù),，仿真采樣區(qū)地理模型并全程模擬采樣,，為采樣決策和各環(huán)節(jié)操作提供了重要依據(jù)。經(jīng)過約19小時月面工作,，嫦娥五號探測器于12月2日22時順利完成月球表面自動采樣，并已按預定形式將樣品封裝保存在上升器攜帶的貯存裝置中,。

“升旗”

緊鑼密鼓地開展“挖土”“打包”工作之余,，嫦娥五號探測器還不忘在月球上進行一場神圣的“升旗儀式”,。點火起飛前,，嫦娥五號著上組合體實現(xiàn)月面國旗展開，這是中國在月球表面首次實現(xiàn)國旗的“獨立展示”,。

與嫦娥三號、嫦娥四號以及玉兔月球車上的五星紅旗采用噴涂方式不同,，嫦娥五號這面“織物版”五星紅旗是一面真正的旗幟,。這是五星紅旗在月球表面的又一次成功展示，也讓中國探測器在月面再次打上“中國標識”,。

宇宙中擁有很強的電磁輻射,，月球表面環(huán)境惡劣，溫差可達正負150攝氏度,，這就決定了普通五星紅旗無法在月球上使用,。為了讓五星紅旗能順利在月面上展開，中國航天科工集團研制團隊花費1年多時間進行選材,，最終挑選出二三十種纖維材料作為候選,。

通過熱匹配性、耐高低溫,、防靜電,、防月球塵埃等物理試驗,研制團隊最終決定采用某新型復合材料,，既能滿足強度要求，又能滿足染色性能要求,，從而保證五星紅旗能夠抵御月表惡劣的環(huán)境,，做到不褪色，不串色,、不變形,。

中國航天科工國旗展示系統(tǒng)設(shè)計團隊開展技術(shù)研討,。圖源：中國航天科工集團

嫦娥五號五星紅旗的平面運動包絡(luò)將近2000mm×900mm,，但整個系統(tǒng)的重量只有1公斤。“雖然這只是一面薄薄的五星紅旗,，但科技含量十分高,。”五星紅旗展示系統(tǒng)項目指揮馬威感慨道。

“起飛”

當嫦娥“五姑娘”完成月面工作后,，她就要踏上“回娘家” 的旅程,。俗話說萬事開頭難，返回地球可不容易,，第一步能否“邁好”至關(guān)重要,，這就涉及到中國航天史上另一個首次——月面起飛上升。

嫦娥五號上升器點火瞬間 國家航天局供圖 攝影：張高翔

順利完成月球樣品采樣封裝后,，上升器就要準備月面點火起飛,，這是一個高難度科目。眾所周知,，運載火箭在地球起飛是有一套完備的發(fā)射塔架系統(tǒng)的,，點火起飛位置也經(jīng)過精確測算，飛行軌道更是一遍遍計算好的,。但月面起飛就不一樣了,，它沒有一馬平川的起飛地點，更沒有成熟完備的發(fā)射塔架,，著陸器就相當于上升器的發(fā)射塔架,，托舉著嫦娥“五姑娘”回家。

此外,，上升器還要克服地月環(huán)境差異,、發(fā)動機羽流導流空間受限等難題。月面起飛的時候,，還無法像運載火箭一樣在地面發(fā)射前由地面人員完成測調(diào)和確認,，必須依靠航天器“自力更生”，實現(xiàn)起飛時自主定位,、定姿,。

為了確保上升器能夠順利起飛上升,，中國航天科技集團五院嫦娥研制團隊進行了大量的試驗驗證，并建立了一整套環(huán)環(huán)相扣的系統(tǒng)保證任務,，為嫦娥五號勝利邁出回家一步保駕護航,。

12月3日23時10分，“滿載而歸”的嫦娥五號上升器從月面起飛,，實現(xiàn)中國首次地外天體起飛,。后續(xù)，在完成交會對接與樣品轉(zhuǎn)移,、環(huán)月等待后,，嫦娥五號將正式啟程返回地球。