九天探月星河闊，十六寒暑繞落回！
詳解嫦娥五號任務的一、二、三、四、五、六、七...
11月24日4時30分，在中國文昌航天發射場，長徵五號遙五運載火箭成功發射探月工程嫦娥五號探測器，火箭飛行約2200秒後，順利將探測器送入預定軌道，開啟我國首次地外天體採樣返回之旅。那麼怎麼看這個任務的意義、難點、挑戰及風險呢？數字說話......
一、一次人類深空探測的奇蹟之旅
①採集的月球樣本對全人類可能是個奇蹟
呂姆克山
這張月球上的呂姆克山照片是阿波羅15號（Apollo 15）的航天員於1971年拍攝的。
上2圖是這次任務的目標點：嫦娥五號將降落在月球最大的月海——風暴洋（Oceanus Procellarum）底部附近的一個直徑70千米山丘---呂姆克山（Mons Rümker）中，這是位於月球西北角的一片暗灰色平原，月面坐標為北緯40.8°、西經58.1°，條件適當的時候在地球肉眼可見。要知道，在這片火山區域，巖石和土壤的歷史可能只有12億年。這些樣本理論上將是有史以來返回地球的最年輕的樣本（12億年前地球上已有最低等的真核生物-綠藻出現）。這可比美國航空航天局（NASA）的阿波羅（Apollo）6次任務太空人返回的樣本年紀要年輕得多，後者的年齡介於31至44億年之間。
12億年前的地球（南極視角）
這些樣本將幫助科學家了解月球在它整個歷史的晚期所發生的事情，能更好地了解地球上已經存在多細胞生物的時候，月球上發生了什麼。了解月球的歷史也有助於我們了解地球和太陽系中其他天體的演變。萬一發現了水或者某些生物特徵證據，對地球將是個多麼好的消息！！
②任務本身也是個奇蹟
嫦娥五號任務將有11個重大飛行階段（發射、地月轉移、近月制動、環月飛行、月面下降、月面採樣、月面上升、交會對接、月地轉移、軌道分離、再入回收11個部分），整個飛行過程23天，有23次重大的軌道控制和6次重大分離控制。特別是嫦娥五號僅依靠太陽能，將在月球上的清晨著陸，並在夜幕降臨前啟動上升飛行器返迴繞月軌道，這個時間段大約等同於14個地球日。上升飛行器將與服務艙會合，將收集到的樣本轉移到地球返回艙中。然後，服務艙將離開月球軌道返回地球，在到達前不久釋放地球返回艙。
長五嫦五之旅
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從月球返回重新進入地球大氣層的飛行器，速度上會比從近地軌道返回的飛行器要快得多，前者的速度約為11千米每秒，而後者則約為8千米每秒。像NASA的阿波羅號任務用到的載人太空艙，須要依靠強力的隔熱層對艙內人員進行保護，而嫦娥五號將採取「跳過再入大氣」的方式，一跳出大氣層就減速下來墜落降至內蒙古。此次的著陸點將與神舟系列載人飛船的回收地點相同。您說難不難？複雜不複雜？真難！真複雜！
還有真人版演示：
【「真人版」嫦娥五號任務全過程詳解】
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二、二個5，長五+嫦五
①壯壯的長五
還得介紹一下胖五，真的很贊！長徵五號是中國首款真正意義上的重型火箭。而且環保：液氧煤油+液氫液氧。
火箭總重878t，個大力道也大！比衝值ok：助推器YF100海平面比衝300s，芯一級YF77海平面比衝312s，在真空中的脈衝比為430秒；第二級YF75D真空比衝442s。推力爽：近地軌道25噸，地球同步轉移軌道（GTO）14噸，地月軌道8噸多，多大力！
②靚靚的嫦五
嫦娥5號，全重8.2噸，由軌道器、返回器、著陸器、上升器四個部分組成。多美！
在月球軌道上運行時，著陸器和上升飛行器將下降到月球表面，而服務艙和地球返回艙則會繼續保持在軌運行。著陸器將負責鑽取並收集樣本，使用的儀器則是一個機械鏟和可以鑽入地下2米的鑽頭，採集約2kg的月球樣本材料。
嫦娥五號著陸器還將攜帶3個科學有效載荷：
一套相機系統，包括全景相機、雷射測距測速敏感器、雷射三維成像敏感器等。全景相機系統負責表取採樣區域成像、表取採樣過程監視和協作等科學和工程目標雷射測距測速敏感器將在探測器著陸月面時提供遠程距離和速度信息，有望實現國際首次在月球探測器軟著陸階段使用雷射都卜勒測速技術進行三個正交方向速度測量。雷射三維成像敏感器將在探測器懸停時提供月面著陸區的精確三維圖像；
一個月壤結構探測儀(Lunar Regolith Penetrating Radar，LRPR)有效載荷，用於繪製地下表面圖的穿地雷達；
一個月球礦物光譜分析儀，將對月球表面著陸採樣區進行光譜探測和礦物組成分布分析，用來測定著陸點處礦物組成並計算出月球土壤中被鎖定的水分含量。
有了這些實地測得的數據和返回地球進行進一步研究的月球樣本，科學家將能夠對比這兩種不同方式得到的結果。
三、世界第三＆中國月球探測的三階段
①世界第三
如果任務成功，中國將成為第三個從月球返回地面樣本的國家。以前只有美國和蘇聯實現了這一目標。美國宇航局NASA成功完成了6次載人阿波羅登月任務，帶回了382公斤月球樣本，包括巖石、巖芯樣本、卵石和土壤；蘇聯在1970年到1976年間的三次月球任務（Luna 16/20/24）中帶回301克月球樣品。第一個任務是Luna 16在1970年返回了約100克。Luna20在1972年僅返回了55克。後來，Luna 23在1974年降落了OK，但無法獲得樣本。上一次執行任務Luna 24於1976年從2米深處收集了170克。
②中國探月的三階段
2004年，中國正式開展月球探測計劃。從13年前的「嫦娥一號」衛星發射升空起，到如今「嫦娥五號」探測器成功發射，「嫦娥家族」前赴後繼奔赴月球。實施中，中國的月球探測分為三階段，
第一階段是探月，即無人月球探測；第二階段是登月，即載人登月；第三階段是駐月，即建立月球科研站。其中，第一階段的無人月球探測又分為三期，也就是常說的「繞、落、回」三步走。
所謂「繞」，就是要實現衛星繞月飛行探測，繞月時可利用儀器對月球拍照、觀測。13年前，也就是2007年10月24日，「嫦娥一號」衛星在西昌成功發射。2009年3月1日，「嫦娥一號」衛星按預定計劃受控撞月，為一期的「繞月探測」畫上圓滿句號。
完成「繞」以後，第二期的「落」立即實施，開展了「軟著陸」和月球表面勘察，接收了來自地球的遙控。「嫦娥二號」是「嫦娥三號」的先導星。2010年10月1日，「嫦娥二號」發射成功，衛星軌道設計、導航控制、微小相機視頻成像等各項技術均得到驗證。任務期間，「嫦娥二號」還與國際編號為4179的圖塔蒂斯小行星由遠及近「擦肩而過」，最近交會距離不到1公裡，首次實現我國對小行星的飛躍探測。
2013年12月2日，「嫦娥三號」探測器發射升空。當年12月14日，「嫦娥三號」探測器自主成功避障，安全軟著陸。軟著陸的第二天，「玉兔」號月球車與著陸器分離，開始月面巡視勘察。「嫦娥三號」任務的圓滿成功標誌著我國探月工程第二步戰略目標「落」全面實現。
緊接著，「嫦娥四號」2018年12月8日發射升空。2019年1月3日，「嫦娥四號」探測器自主著陸在月球背面南極-艾特肯盆地內的馮卡門撞擊坑內，實現人類探測器首次在月球背面軟著陸。目前，「嫦娥四號」著陸器和「玉兔二號」月球車分別於11月22日12時和3時10分完成第24月晝工作，進入月夜休眠。截至11月23日，嫦娥四號已在月球背面工作690個地球日，累積行駛裡程589.6米。
第三期更為精彩，「回」並非指繞月球飛行的衛星回來，而是登上月球的探測器能夠回到地球，科學家要在地球對月球樣本分析，未來登月的太空人也要隨探測器返回地球。
現在的「嫦娥五號」正是承擔了這樣的使命，計劃實現月面自動採樣返回，助力深化月球成因和演化歷史等科學研究。這也是我國航天領域迄今最複雜、難度最大的任務之一。通過嫦娥五號任務，我們將實現三大工程目標：一是突破窄窗口多軌道裝訂發射、月面自動採樣與封裝、月面起飛、月球軌道交會對接、月球樣品儲存等關鍵技術，提升我國航天技術水平；二是實現我國首次地外天體自動採樣返回，推動我國科學技術重大進步；三是完善探月工程體系，為我國未來開展載人登月與深空探測積累重要的人才、技術和物質基礎。
不過，在「嫦娥五號」發射前，2014年11月1日早上6時42分，被譽為「嫦娥5號」的「探路尖兵」再人返回飛行試驗返回器在內蒙古四子 王旗預定區域順利著陸，標誌著我國已全面突破和掌握太空飛行器以接近第二宇宙速度的高速再入返回關鍵技 術。由於我國此前尚沒有地球軌道以外的太空飛行器完成再入大氣層的返回、著陸與回收經歷。而月球返回器的再入返回與近地太空飛行器再入返回相比，具有再入速度高、航程長、熱環境複雜等特點。因此「嫦娥5T」擔起「嫦娥五號」的探路先鋒，提前掃清技術障礙。最終中國太空飛行器首次以第二宇宙速度返回地球，為確保「嫦娥五號」任務順利實施和探月工程持續推進奠定基礎。
對了，還要說明的是：我國探月計劃「繞、落、回」三步對應設計的3顆衛星一、三、五號，分別具有備份衛星二、四、六號，用來預防因突發事件而可能導致的計劃拖延。例如「嫦娥二號」是「嫦娥一號」的備用星，最後改成為「嫦娥三號」的發射做探測準備，並探測了小行星圖塔蒂斯。「嫦娥三號」已經成功完成了「落」的任務，它的備份「嫦娥四號」就去實現了月亮背面的著陸探測！替補隊員一樣有才喲！
四、四個顯著區別及關鍵技術
和以往任務相比，
①發射時質量更大，嫦娥5號重達8.2噸，而三號四號則只有3.8噸。所以需要胖五出山！
②月面逃逸。月球軌道上會留存軌道器和返回器，然後著陸器和上升器分離著陸月球，任務完成後，上升器會以著陸器作為發射平臺，脫離月面返回月球軌道，月球的第一宇宙速度是1.68千米/秒，逃逸速度是2.4千米/秒喲；
③打洞取樣。月面採樣任務和月球軌道樣品交接，前者會打孔深入月面以下2米取樣，後者需要在月球軌道上交接樣品，流程複雜，難度極高。
④各種對接。上升器需要和軌道器對接後才能轉移樣品，月球軌道上對接，還是第一次操作，還要保證樣品正常交接，同樣是重中之重！
五、五個國內首次
嫦娥五號任務有望創造的「中國首次」包括：
一是地外天體的採樣與封裝；二是攜地外天體的起飛；三是月球軌道交會對接，四是攜帶樣品高速地球再入，五是樣品的存儲、分析和研究。上述5點，在我國都是首次。首次就意味著，哇喔，贊！
六：六戰六捷＆嫦娥家族的嫦六、七、八......
①何為六戰六捷？
自2004年黨中央、國務院批准立項以來，中國先後實施了嫦娥一號、二號、三號、再入返回飛行試驗、嫦娥四號等5次任務，實現了「五戰五捷」，加上這次「嫦娥五號」任務的成功發射，我們正努力實現中國探月工程第六次任務的圓滿成功。
②嫦娥六號、七號和八號
嫦娥家族是個大家族，除了嫦娥一號、二號、三號、四號和五號，我們還有嫦娥六號、七號和八號。其中：
「嫦娥六號」計劃在月球南極進行採樣返回，到底是月背還是正面，要根據「嫦娥五號」的採樣情況來確定。
「嫦娥七號」是在月球南極一次綜合探測，包括對月球的地形地貌、物質成份、空間環境進行一次綜合探測任務。
「嫦娥八號」除了繼續進行科學探測試驗以外，還要進行關鍵技術的月面試驗。中國、美國、俄羅斯和歐洲等國家都在論證，要不要在月球建立一個科研基地或者科研站，比如採用3D列印技術，能不能在月亮上利用月壤建房子等。
中國將通過「嫦娥八號」驗證部分技術，為以後各國共同構建月球科研基地做前期探索。不過，「嫦娥八號」只是試驗部分技術、演練部分功能，不是建成月球基地。
九天探月星河闊，十六寒暑繞落回。從嫦娥一號拍攝的全月球影像圖，到嫦娥二號首次實現我國對小行星的飛躍探測，到嫦娥三號成功實現落月夢想、嫦娥四號實現人類探測器首次月背軟著陸揭開月球背面神秘面紗，再到嫦娥五號實現月面自動採樣返回……回顧我國的探月之旅，甘苦自知但可謂精彩紛呈。
中國人，中國航天人，憑著自己那股子「精氣神」，從兩彈一星到載人航天，從探月工程到火星探索，從北鬥導航到近地空間站，一直在篤定的前進！！
在向著更高更遠更具有挑戰性的目標徵程上，中國航天人正在前進！！
在通往未來的星辰大海徵途上，中國航天人正在前進！！
加油！中國航天人！！
作者：我們的太空連結：https://www.zhihu.com/question/431663684/answer/1591587603來源：知乎