2020年11月24日凌晨4時30分,嫦娥五號月球探測器由「胖五」(長徵五號)重型運載火箭搭載在海南文昌航天發射場發射升空。作為我國無人月球探測階段「繞」、「落」、「回」三步走的最後一步,嫦娥五號將實現我國航天史上的首次月球著陸後採集月壤標本並返回地球,成為一個重要裡程碑。
也許有人認為,蘇聯早在50年前的1970年9月就實現了無人月球探測器登月自動採樣後返回地球,嫦娥五號只不過再次重複這一壯舉而已。但其實不然,嫦娥五號的登月過程遠比蘇聯月球-16號探測器複雜,因為這個月球探測器除了要完成月球採樣外,還是我國載人登月工程的探路者。
當年蘇聯月球-16號的設計很簡單,只有上升器和著陸器兩部分,登月和返回過程也很簡單。進入環月軌道後,總重5.8噸的探測器在拋棄燃料箱和導航系統後以1.88噸的總質量軟著陸在月球表面。完成月球採樣後,上升器發動機點火升空與著陸器脫離,開始返回地球,最後分離出返回艙再入大氣層,帶著月壤標本返回地面。
嫦娥五號則複雜的多,8.2噸重的探測器被分成上升器、著陸器、返回器和軌道器四個模塊,登月-返回過程也更加複雜。進入環月軌道後,整個探測器中只有上半部的上升器和著陸器組合會軟著陸在月球表面,下半部的返回器和軌道器則繼續繞著月球飛行。
嫦娥五號上升器-著陸器模塊的月表採樣和上升器脫離升空與月球-16號基本相同,但上升器升空會要再次與軌道上的返回器-軌道器模塊對接,然後集體飛回地球。最後返回器單獨再入大氣層,降落在內蒙古四王子旗,完成整個登月-返回任務。由於存在月球軌道上的無人分離和對接步驟,所以嫦娥五號的登月-返回難度遠高於月球-16號。
嫦娥五號的設計目標看似與月球-16號一致,但從其採用看似沒有必要的更複雜設計可以看出,這個探測器還承擔這驗證我國後續載人登月任務關鍵技術的重任。
如果你仔細觀察,就能發現嫦娥五號探測器的模塊劃分與當年的阿波羅飛船類似,後者具有包含下降級和上升級的登月艙、相當於嫦娥五號軌道器的服務艙,以及相當於返回器的指揮艙。兩者的登月與返回程序也基本類似,只不過阿波羅的登月艙上升級升空與母船對接後會被立即拋棄。
通過嫦娥五號的先行探路,我國載人登月所需的關鍵複雜技術將得到充分驗證,為中國探月工程載人登月的成功打下基礎。