“大火箭”成功送“嫦娥五號”奔月！揭秘三大看點

11月24日4時30分，海南文昌發射場，長征五號遙五火箭託舉“嫦娥五號”月球探測器呼嘯升空。隨後，“嫦娥五號”成功入軌，發射取得圓滿成功！

探月三期工程收官之戰

我國探月工程分為“繞、落、回”三步走，“嫦娥五號”將執行月球採樣返回任務，完成最後一步——回。因此，此次任務意義重大，是我國探月三期工程的收官之作，發射的成功為探月三期工程的圓滿完成奠定了重要基礎。

這是火箭院第6次執行探月工程任務，此前均由長征三號甲系列火箭完成，先後將“嫦娥一號”“嫦娥二號”“嫦娥三號”“嫦娥五號T1再入返回飛行器”和“嫦娥四號”送入預定軌道，發射成功率100%。

2007年10月24日

長征三號甲火箭成功發射“嫦娥一號”，我國成為世界上第5個自主發射月球探測器的國家。

2010年10月1日

長征三號丙火箭成功發射“嫦娥二號”，我國成功突破直接地月轉移軌道發射技術。

2013年12月2日

長征三號乙火箭成功發射“嫦娥三號”。此次任務的圓滿成功，使我國成為世界上第3個實現月面軟着陸和月面巡視探測的國家。

2014年10月24日

長征三號丙火箭成功發射“嫦娥五號T1再入返回飛行器”，為“嫦娥五號”探路。

2018年12月8日

長征三號乙火箭成功發射“嫦娥四號”，執行月球背面軟着陸和巡視探測任務。

2020年11月24日

長征五號火箭成功發射“嫦娥五號”，執行月面採樣返回任務。

此次發射的“嫦娥五號”重量更重，約8.2噸，是此前發射的“嫦娥四號”月球探測器重量的2倍還多，因此要由我國運載能力最大的長征五號火箭來發射，將其送到近地點約200公里、遠地點約40萬公里的地月轉移軌道。

“嫦娥五號”發射任務是長征五號火箭立項研製後較早明確的國家重大工程任務。歷經十年，“大火箭”終於與“嫦娥”攜手奔月，舉國關注、舉世矚目，發射凸顯三大看點。

*看點一:*15選1，最優軌道奔月

“嫦娥五號”與“大火箭”分離後，還要飛行數天才能夠到達月球。奔月之旅，路途遙遠，“大火箭”為了讓“嫦娥”姑娘省點兒力氣，可以説貼心至極。

常規任務，一枚火箭有一條軌道就行了。探月三期工程對火箭發射概率和發射窗口提出了更高的要求，為克服颱風過境影響、提升故障適應性，設計團隊精心優化設計了連續3天、每天連續50分鐘的主份和備份多軌道奔月發射方案。

長征五號火箭總體副主任計師劉秉介紹，與近地軌道任務相比，探月任務的軌道設計更加複雜。由於地月距離較遠，探測器用於中途修正所需的推進劑有限，而地球和月球的相對位置在不斷髮生變化，還要考慮火箭與探測器分離後的光照因素，這對軌道設計提出了非常高的要求。

為了讓“嫦娥五號”更節省推進劑，在研製階段，火箭開展了精細化的“窄窗口多軌道”關鍵技術驗證攻關，可以在連續3天內，每天有50分鐘的窗口，每10分鐘一條軌道，共規劃15條軌道，每條都可以將探測器準確送入預定軌道。這樣的話，“嫦娥五號”踏上奔月旅程後，可以減少軌道偏差的修正次數，既能節省燃料，也能更快地到達月球。

這項技術，在我國首次火星探測任務，也就是幾個月前，長征五號火箭發射“天問一號”時，已經得到成功驗證。因此，長征五號火箭託舉“嫦娥五號”奔月，雖然要求比較高，但“大火箭”卻照樣應對自如。

看點二:為了奔月，“大火箭”挑戰高難度動作

長征五號火箭點火升空後，要飛行2000多秒才能夠到達地月轉移軌道。為了把“嫦娥五號”精準送達目的地，它要在太空完成一個高難度動作——長時間滑行。

滑行，是指火箭主發動機關機後，火箭靠慣性向前飛行。聽上去絲毫不費力氣，但實際上，長時間滑行對一枚火箭特別是一枚零下200多度的“冰箭”來説，可是個不小的考驗。

劉秉説：“從長征五號火箭二級發動機一次關機到再次點火，中間要間隔最長約900餘秒。在這一開一關之間，‘大火箭’需要完成箭體姿態調整、低温發動機二次啓動前預冷等工作，動作非常多。另外，滑行時間越長，火箭在空間輻射影響下的環境變化更加複雜，低温推進劑温度和貯箱承受的壓力也在不斷的變化。”

為了確保“嫦娥五號”發射萬無一失，研製人員將長時間滑行作為一大關鍵技術加以攻克，對“大火箭”長時間滑行適應性開展了深入細緻的研究工作，並在長征五號火箭首飛以及後來的多次飛行中得到了成功驗證。

看點三:**“座椅”更舒適、更安全

到達月球后，“嫦娥五號”要降落到月球，在月面採樣後返回地球，因此“嫦娥五號”既包含軌道器、着陸器，也包含上升器、返回器，結構更復雜、塊頭更大、重量更重。

為了讓“嫦娥五號”坐得更安全、更舒適，研製人員開展了大量的器箭聯合試驗和分析，對它們所處的電磁環境、力學環境、機械接口進行了多輪綜合優化。

劉秉介紹：“既要讓火箭與探測器的固有頻率錯開，彼此之間更‘默契’，不產生共振，同時還要讓‘嫦娥五號’坐得舒舒服服、穩穩當當。”

在長征五號火箭上，“嫦娥五號”的“座椅”是定製的。原來，衞星與火箭之間通常用包帶相連，就像一個腰帶一樣。但“嫦娥五號”塊頭太大，以往的包帶連接方式最大隻能滿足2.8米直徑的連接要求，而“嫦娥五號”與火箭的接口直徑達到了3.1米，傳統的包帶連接已無法滿足“嫦娥五號”任務的需求。

“所以，長征五號火箭採用了一種低衝擊分離裝置。它既要在飛行過程中連接可靠、安全，讓‘嫦娥五號’坐得穩當，又能在器箭分離時降低衝擊，讓器箭安全舒適地分離。”劉秉説，此外，長征五號火箭整流罩上還專門設置了15個操作口和透波口，以便於“嫦娥五號”進行操作和傳輸數據。此次任務火箭整流罩的開口數量和總面積超過了以往發射任務，對整流罩的設計及發射場聯合操作提出了更高的要求。

對於我國探月工程來説，這次任務是探月三期工程的收官之戰。對於長征五號系列火箭來説，這也是今年的收官之戰。

從去年年底開始，長征五號系列火箭進入了高密度發射階段：2019年12月27日，長征五號遙三火箭發射成功；2020年5月5日，長征五號B火箭首飛成功；2020年7月23日，長征五號火箭成功發射“天問一號”火星探測器；2020年11月24日，長征五號火箭成功發射“嫦娥五號”月球探測器。

預計到明年初，長征五號B火箭還將發射空間站核心艙。一年內4次成功，15個月間5發任務，“大火箭”迎來了新跨越！