今別月宮去 採得月壤歸（科技自立自強·逐夢深空）

在北京航天飛行控制中心拍攝的嫦娥五號上升器飛行過程。

新華社記者 金立旺攝

嫦娥五號探測器在月球表面自動採樣。

國家航天局供圖

核心閲讀

12月3日23時10分，嫦娥五號上升器點火起飛，攜帶月壤進入預定環月軌道，實現我國首次地外天體起飛。此前，嫦娥五號探測器經過約19小時月面工作，順利完成月球表面自動採樣。隨後，上升器將把樣品轉移到返回器，返回器將等待合適的月地入射窗口，做好返回地球的準備。

記者從國家航天局獲悉：12月3日23時10分，嫦娥五號上升器月面點火，3000牛發動機工作約6分鐘後，順利將攜帶月壤的上升器送入到預定環月軌道，成功實現我國首次地外天體起飛。

上升器月面點火

經歷垂直上升、姿態調整和軌道射入三個階段

專家介紹，與地面起飛不同，嫦娥五號上升器月面起飛不具備成熟的發射塔架系統，着陸器相當於上升器的“臨時塔架”，上升器起飛存在起飛初始基準與起飛平台姿態不確定、發動機羽流導流空間受限、地月環境差異等問題；此外，由於月球上沒有導航星座，上升器起飛後，需在地面測控輔助下，藉助自身攜帶的特殊敏感器實現自主定位、定姿。

點火起飛前，着上組合體實現月面國旗展開以及上升器、着陸器的解鎖分離。此次國旗展開是我國在月球表面首次實現國旗的“獨立展示”，回傳影像顯示，五星紅旗在陽光照耀下，“中國紅”格外鮮豔。

點火起飛後，上升器經歷垂直上升、姿態調整和軌道射入3個階段，進入預定環月飛行軌道。隨後，上升器將與環月等待的軌返組合體交會對接，將月球樣品轉移到返回器，後者將等待合適的月地入射窗口，做好返回地球的準備。

設計兩種“挖土”模式

鑽取和表取互為備份、先後開啓

12月2日22時，經過約19小時月面工作，探月工程嫦娥五號探測器順利完成月球表面自動採樣，並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。

據介紹，嫦娥五號探測器成功着陸月面後，開展了太陽翼展開、機構解鎖等相關準備工作，之後就進入了“挖土”的工作模式。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言人裴照宇介紹，此次嫦娥五號探測器自動採樣任務採用表鑽結合、多點採樣的方式，設計了鑽具鑽取和機械臂表取兩種模式。

據介紹，鑽具鑽取主要獲得月面以下的樣品，而機械臂表取則主要獲得月球表面樣品，兩種模式互為備份。

這兩種模式並不是同時進行。首先開啓的是鑽取模式，截至12月2日4時53分，嫦娥五號着陸器和上升器組合體完成了月球鑽取採樣及封裝。接着，機械臂表取裝置開始在月面自動採樣並封裝，截至12月2日22時，嫦娥五號順利完成月球表面自動採樣，並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。專家介紹，為確保月球樣品在返回地球過程中，保持真空密閉以及不受外界環境影響，探測器在月面對樣品進行了密封封裝。

為了順利完成採樣任務，着陸器隨身攜帶了鑽取採樣裝置、表取採樣裝置、表取初級封裝裝置和密封封裝裝置等“神器”。中國航天科技集團五院嫦娥五號探測器系統副總設計師彭兢介紹，機械臂表取可以想象成類似人手的裝置，在腕關節設有兩個採樣裝置，很像挖土的鏟子；鑽具鑽取則可以鑽入月球內部，鑽取月壤巖芯。它們科學分工，精密配合，採取深鑽、淺鑽、“剷土”“挖土”“夾土”等各種方式，採集月壤樣品並進行密封封裝。

月面地面緊密配合

搭載多種“神器”，為採樣提供信息支持

在設計過程中，科研人員充分考慮了月面可能會遇到的各種複雜情況，希望能夠儘量多獲取不同種類和數量的月壤樣品。中國航天科技集團五院嫦娥五號探測器研製團隊進行了幾百次試驗、數十種工況模擬、多次採樣封裝演練，確保採樣過程的可靠性。

而在實際的採樣、封裝過程中，嫦娥五號在月面辛勤“忙碌”着，科技人員在地面實驗室也根據探測器傳回的數據，仿真採樣區地理模型並全程模擬採樣，為採樣決策和各環節操作提供了重要依據。着陸器配置的月壤結構探測儀等有效載荷正常工作，按計劃開展科學探測，並給予採樣信息支持。此外，嫦娥五號還配置了降落相機、全景相機、月壤結構探測儀、月球礦物光譜分析儀等多種有效載荷。探測器鑽取採樣前，月壤結構探測儀對採樣區地下月壤結構進行了分析判斷，為採樣提供數據參考。

採樣難度係數高

考慮光照條件、電源、熱控等約束

裴照宇在之前接受採訪時表示，“作為對這次任務的考核，我們的目標是採樣返回，採到樣品，返回地球，就是成功，不管帶多少，都是成功！”之所以這麼説，是因為首次月面採樣的難度係數非常高。

彭兢介紹，月面採樣裝置是全新研製的，技術新、難度大，需要考慮飛行任務以及探測器的測控、光照條件、電源、熱控等各種約束。採樣期間還要面臨月面高温的工作環境，月球表面白天温度超過100攝氏度，無人採樣器要在這麼高的温度下正常工作，挑戰可不小。再加上採樣任務時序緊張、機構動作多、不確定因素也很多，這些都增加了首次月面採樣的難度。

據介紹，20世紀六七十年代，美國和蘇聯先後實現有人和無人月球採樣返回。美國實施的是有人採樣方式，在6次登月計劃中採樣量達380多公斤；蘇聯實施了3次無人採樣方式，共採集月壤300餘克。

距人類上一次從月球採樣至今，已有40多年的時間沒有拿到新的月球樣品。科學家表示，對月壤的研究不僅涉及月球本身，還包含太陽系空間物質和能量的重要信息。將月球的月壤等關鍵性樣品運回地面實驗室供科學家精準分析研究，有利於進一步瞭解月球的狀態、温度、物質含量等重要信息，深化對月壤、月殼和月球形成演化的認識。