11月24日4時(shí)30分，海南文昌發(fā)射場(chǎng)，長(zhǎng)征五號(hào)遙五火箭托舉“嫦娥五號(hào)”月球探測(cè)器呼嘯升空。隨后，“嫦娥五號(hào)”成功入軌，發(fā)射取得圓滿成功！

長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭奔向蒼穹

點(diǎn)火升空 史嘯 攝

一箭穿云 史嘯 攝

探月三期工程收官之戰(zhàn)

長(zhǎng)征五號(hào)遙五火箭 張翰 攝

我國(guó)探月工程分為“繞、落、回”三步走，“嫦娥五號(hào)”將執(zhí)行月球采樣返回任務(wù)，完成最后一步——回。因此，此次任務(wù)意義重大，是我國(guó)探月三期工程的收官之作，發(fā)射的成功為探月三期工程的圓滿完成奠定了重要基礎(chǔ)。

這是火箭院第6次執(zhí)行探月工程任務(wù)，此前均由長(zhǎng)征三號(hào)甲系列火箭完成，先后將“嫦娥一號(hào)”“嫦娥二號(hào)”“嫦娥三號(hào)”“嫦娥五號(hào)T1再入返回飛行器”和“嫦娥四號(hào)”送入預(yù)定軌道，發(fā)射成功率100%。

2007年10月24日

長(zhǎng)征三號(hào)甲火箭成功發(fā)射“嫦娥一號(hào)”，我國(guó)成為世界上第5個(gè)自主發(fā)射月球探測(cè)器的國(guó)家。

2010年10月1日

長(zhǎng)征三號(hào)丙火箭成功發(fā)射“嫦娥二號(hào)”，我國(guó)成功突破直接地月轉(zhuǎn)移軌道發(fā)射技術(shù)。

2013年12月2日

長(zhǎng)征三號(hào)乙火箭成功發(fā)射“嫦娥三號(hào)”。此次任務(wù)的圓滿成功，使我國(guó)成為世界上第3個(gè)實(shí)現(xiàn)月面軟著陸和月面巡視探測(cè)的國(guó)家。

2014年10月24日

長(zhǎng)征三號(hào)丙火箭成功發(fā)射“嫦娥五號(hào)T1再入返回飛行器”，為“嫦娥五號(hào)”探路。

2018年12月8日

長(zhǎng)征三號(hào)乙火箭成功發(fā)射“嫦娥四號(hào)”，執(zhí)行月球背面軟著陸和巡視探測(cè)任務(wù)。

2020年11月24日

長(zhǎng)征五號(hào)火箭成功發(fā)射“嫦娥五號(hào)”，執(zhí)行月面采樣返回任務(wù)。

此次發(fā)射的“嫦娥五號(hào)”重量更重，約8.2噸，是此前發(fā)射的“嫦娥四號(hào)”月球探測(cè)器重量的2倍還多，因此要由我國(guó)運(yùn)載能力最大的長(zhǎng)征五號(hào)火箭來(lái)發(fā)射，將其送到近地點(diǎn)約200公里、遠(yuǎn)地點(diǎn)約40萬(wàn)公里的地月轉(zhuǎn)移軌道。

火箭吊裝 史嘯 攝

“嫦娥五號(hào)”發(fā)射任務(wù)是長(zhǎng)征五號(hào)火箭立項(xiàng)研制后較早明確的國(guó)家重大工程任務(wù)。歷經(jīng)十年，“大火箭”終于與“嫦娥”攜手奔月，舉國(guó)關(guān)注、舉世矚目，發(fā)射凸顯三大看點(diǎn)。

看點(diǎn)一:15選1，最優(yōu)軌道奔月

“嫦娥五號(hào)”與“大火箭”分離后，還要飛行數(shù)天才能夠到達(dá)月球。奔月之旅，路途遙遠(yuǎn)，“大火箭”為了讓“嫦娥”姑娘省點(diǎn)兒力氣，可以說(shuō)貼心至極。

常規(guī)任務(wù)，一枚火箭有一條軌道就行了。探月三期工程對(duì)火箭發(fā)射概率和發(fā)射窗口提出了更高的要求，為克服臺(tái)風(fēng)過(guò)境影響、提升故障適應(yīng)性，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)精心優(yōu)化設(shè)計(jì)了連續(xù)3天、每天連續(xù)50分鐘的主份和備份多軌道奔月發(fā)射方案。

駛出垂直總裝測(cè)試廠房 張翰 攝

長(zhǎng)征五號(hào)火箭總體副主任計(jì)師劉秉介紹，與近地軌道任務(wù)相比，探月任務(wù)的軌道設(shè)計(jì)更加復(fù)雜。由于地月距離較遠(yuǎn)，探測(cè)器用于中途修正所需的推進(jìn)劑有限，而地球和月球的相對(duì)位置在不斷發(fā)生變化，還要考慮火箭與探測(cè)器分離后的光照因素，這對(duì)軌道設(shè)計(jì)提出了非常高的要求。

為了讓“嫦娥五號(hào)”更節(jié)省推進(jìn)劑，在研制階段，火箭開(kāi)展了精細(xì)化的“窄窗口多軌道”關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證攻關(guān)，可以在連續(xù)3天內(nèi)，每天有50分鐘的窗口，每10分鐘一條軌道，共規(guī)劃15條軌道，每條都可以將探測(cè)器準(zhǔn)確送入預(yù)定軌道。這樣的話，“嫦娥五號(hào)”踏上奔月旅程后，可以減少軌道偏差的修正次數(shù)，既能節(jié)省燃料，也能更快地到達(dá)月球。

這項(xiàng)技術(shù)，在我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)，也就是幾個(gè)月前，長(zhǎng)征五號(hào)火箭發(fā)射“天問(wèn)一號(hào)”時(shí)，已經(jīng)得到成功驗(yàn)證。因此，長(zhǎng)征五號(hào)火箭托舉“嫦娥五號(hào)”奔月，雖然要求比較高，但“大火箭”卻照樣應(yīng)對(duì)自如。

由技術(shù)區(qū)轉(zhuǎn)入發(fā)射區(qū) 張翰 攝

看點(diǎn)二:為了奔月，“大火箭”挑戰(zhàn) 高難度動(dòng)作

長(zhǎng)征五號(hào)火箭點(diǎn)火升空后，要飛行2000多秒才能夠到達(dá)地月轉(zhuǎn)移軌道。為了把“嫦娥五號(hào)”精準(zhǔn)送達(dá)目的地，它要在太空完成一個(gè)高難度動(dòng)作——長(zhǎng)時(shí)間滑行。

滑行，是指火箭主發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)后，火箭靠慣性向前飛行。聽(tīng)上去絲毫不費(fèi)力氣，但實(shí)際上，長(zhǎng)時(shí)間滑行對(duì)一枚火箭特別是一枚零下200多度的“冰箭”來(lái)說(shuō)，可是個(gè)不小的考驗(yàn)。

整裝待發(fā) 張翰 攝

劉秉說(shuō)：“從長(zhǎng)征五號(hào)火箭二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)一次關(guān)機(jī)到再次點(diǎn)火，中間要間隔最長(zhǎng)約900余秒。在這一開(kāi)一關(guān)之間，‘大火箭’需要完成箭體姿態(tài)調(diào)整、低溫發(fā)動(dòng)機(jī)二次啟動(dòng)前預(yù)冷等工作，動(dòng)作非常多。另外，滑行時(shí)間越長(zhǎng)，火箭在空間輻射影響下的環(huán)境變化更加復(fù)雜，低溫推進(jìn)劑溫度和貯箱承受的壓力也在不斷的變化?！?/p>

為了確?！版隙鹞逄?hào)”發(fā)射萬(wàn)無(wú)一失，研制人員將長(zhǎng)時(shí)間滑行作為一大關(guān)鍵技術(shù)加以攻克，對(duì)“大火箭”長(zhǎng)時(shí)間滑行適應(yīng)性開(kāi)展了深入細(xì)致的研究工作，并在長(zhǎng)征五號(hào)火箭首飛以及后來(lái)的多次飛行中得到了成功驗(yàn)證。

看點(diǎn)三:“座椅”更舒適、更安全

到達(dá)月球后，“嫦娥五號(hào)”要降落到月球，在月面采樣后返回地球，因此“嫦娥五號(hào)”既包含軌道器、著陸器，也包含上升器、返回器，結(jié)構(gòu)更復(fù)雜、塊頭更大、重量更重。

為了讓“嫦娥五號(hào)”坐得更安全、更舒適，研制人員開(kāi)展了大量的器箭聯(lián)合試驗(yàn)和分析，對(duì)它們所處的電磁環(huán)境、力學(xué)環(huán)境、機(jī)械接口進(jìn)行了多輪綜合優(yōu)化。

器罩組合體 史嘯 攝

劉秉介紹：“既要讓火箭與探測(cè)器的固有頻率錯(cuò)開(kāi)，彼此之間更‘默契’，不產(chǎn)生共振，同時(shí)還要讓‘嫦娥五號(hào)’坐得舒舒服服、穩(wěn)穩(wěn)當(dāng)當(dāng)?！?/p>

在長(zhǎng)征五號(hào)火箭上，“嫦娥五號(hào)”的“座椅”是定制的。原來(lái)，衛(wèi)星與火箭之間通常用包帶相連，就像一個(gè)腰帶一樣。但“嫦娥五號(hào)”塊頭太大，以往的包帶連接方式最大只能滿足2.8米直徑的連接要求，而“嫦娥五號(hào)”與火箭的接口直徑達(dá)到了3.1米，傳統(tǒng)的包帶連接已無(wú)法滿足“嫦娥五號(hào)”任務(wù)的需求。

“所以，長(zhǎng)征五號(hào)火箭采用了一種低沖擊分離裝置。它既要在飛行過(guò)程中連接可靠、安全，讓‘嫦娥五號(hào)’坐得穩(wěn)當(dāng)，又能在器箭分離時(shí)降低沖擊，讓器箭安全舒適地分離。”劉秉說(shuō)，此外，長(zhǎng)征五號(hào)火箭整流罩上還專門設(shè)置了15個(gè)操作口和透波口，以便于“嫦娥五號(hào)”進(jìn)行操作和傳輸數(shù)據(jù)。此次任務(wù)火箭整流罩的開(kāi)口數(shù)量和總面積超過(guò)了以往發(fā)射任務(wù)，對(duì)整流罩的設(shè)計(jì)及發(fā)射場(chǎng)聯(lián)合操作提出了更高的要求。

整流罩吊裝 張森宇 攝

火箭卸船 張森宇 攝

對(duì)于我國(guó)探月工程來(lái)說(shuō)，這次任務(wù)是探月三期工程的收官之戰(zhàn)。對(duì)于長(zhǎng)征五號(hào)系列火箭來(lái)說(shuō)，這也是今年的收官之戰(zhàn)。

從去年年底開(kāi)始，長(zhǎng)征五號(hào)系列火箭進(jìn)入了高密度發(fā)射階段：2019年12月27日，長(zhǎng)征五號(hào)遙三火箭發(fā)射成功；2020年5月5日，長(zhǎng)征五號(hào)B火箭首飛成功；2020年7月23日，長(zhǎng)征五號(hào)火箭成功發(fā)射“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)器；2020年11月24日，長(zhǎng)征五號(hào)火箭成功發(fā)射“嫦娥五號(hào)”月球探測(cè)器。

預(yù)計(jì)到明年初，長(zhǎng)征五號(hào)B火箭還將發(fā)射空間站核心艙。一年內(nèi)4次成功，15個(gè)月間5發(fā)任務(wù)，“大火箭”迎來(lái)了新跨越！