嫦娥五號探測器任務技術難點主要表現在軌道設計、月面採樣封裝、月面起飛上升、月球軌道交會對接與樣品轉移、月地入射、地球大氣高速再入返回等六個關鍵環節。飛行程序非常複雜，技術性能要求嚴格。諸多難點、風險點，給航天科技集團五院的研製團隊帶來巨大挑戰。
關鍵一：軌道設計複雜
嫦娥五號探測器飛行階段多，各階段軌道方案耦合緊密，軌道設計受到測控、運載和著陸場的限制，約束條件多，各飛行階段軌道在控制和測定軌精度能力有限的情況下，匹配精度要求高；飛行過程還涉及月球軌道交會對接、月地轉移等新的飛行階段，飛行過程複雜，軌道設計難度大；同時，軌道設計結果對採樣點選擇及熱控、供配電等分系統的方案設計有直接的影響。在標稱軌道設計方案的同時，還需要在推進劑資源受限的情況下，制定各種故障預案，對軌道設計是一個全新的挑戰。
關鍵二：月面採樣封裝技術新
採樣封裝是」嫦娥五號」月球無人採樣返回任務的核心環節之一。月面採樣封裝任務採用表鑽結合，多點採樣的方式，採樣裝置為全新研製，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；採樣期間面臨月面高溫的工作環境；同時採樣任務時序緊張、機構動作多、不確定因素多。
關鍵三：月面起飛上升驗證難
上升器基於著陸平臺的月面起飛需解決月面起飛初始基準與起飛平臺姿態不確定、發動機羽流導流空間受限、地月環境差異帶來的驗證技術難度大等問題。由上升器、著陸器和月面構成的月面起飛系統，其初始狀態源自著陸上升組合體著陸月面的場坪條件、著陸的姿態和方位等條件，月面起飛初始條件無法像運載火箭一樣在地面發射前由地面人員完成測調和確認，而必須依靠自主定位定姿方法確定起飛的初始狀態。面對傾斜發射的技術難題，需要明確起飛穩定性的各項因素及其耦合的影響，依靠精確的定姿能力完成空中對準以實現精確入軌。需要通過大量的地面仿真和試驗對起飛上升發動機開展驗證，但月面環境的特殊性，低重力、高真空等環境模擬使得地面驗證較為困難。
關鍵四：月球軌道交會對接與樣品轉移自主要求高
與近地軌道交會對接不同，」嫦娥五號」月球軌道交會對接任務採用停靠抓捕式交會對接，且無衛星導航信號支持，對接和樣品轉移過程自主性要求高。需要在考慮探測器的測控、光照條件、姿軌控、電源、熱控等各種約束條件下完成交會對接飛行方案設計；同時，月球交會對接過程中，地面測控支持能力受限，受到對接機構大小的限制，對接精度的要求較高。
關鍵五：月地入射精度要求高
月地入射的主要目的是通過月球軌道上的軌道機動，使軌返組合體進入月地轉移軌道，由於月地關係的不斷變化，月地入射窗口及入射點位置均受到嚴格約束，為理論上的零窗口；同時，月地入射的精度在一定程度上決定了返回器再入點精度，影響返回器的安全著陸，控制精度要求高。
關鍵六：地球大氣高速再入返回速度高
嫦娥五號任務中，最終攜帶樣品以接近第二宇宙速度返回地球的返回器對任務的成敗至關重要。」嫦娥五號」探測器再入返回設計繼承了飛行試驗器的設計，任務的再入航程與飛行試驗器基本一致。但裝有月壤的樣品容器重量有一定的不確定性，有可能影響返回器的質量特性，對返回器GNC控制的魯棒性提出了較高的要求。圍繞上述關鍵核心技術和諸多難點、風險點，航天科技集團五院在充分研究繼承五院低軌道衛星、高軌道衛星、載人航天交會對接、地外天體無人著陸器與返回等現有太空飛行器研製技術精華的基礎上，聯合參研單位集中最強陣容攻克難關，先後突破了月表採樣任務所涉及到的20餘項關鍵技術和總體設計優化技術、地面試驗驗證技術，實現了方案設計步步優化，減輕重量克克計較，多種手段摸清規律，數十項試驗驗證全方位考核性能，從而確保了」嫦娥五號」探測器方案設計合理，各項功能性能滿足任務的要求，研製過程技術狀態和質量受控。
連結：嫦娥五號探測器重要時間節點
回顧三千六百多個日夜，一個個重大的時間節點，一幕幕難忘的重要事件，歷歷在目。
2011年1月，國務院正式批覆立項，嫦娥五號探測器啟動研製工作；
2012年12月，完成探測器系統方案階段研製總結評審，轉入初樣研製階段；
2015年12月，完成探測器系統初樣研製總結及正樣設計評審，轉入正樣研製階段。
2020年7月，探測器空運抵達發射場，此後開展了將近5個月的發射場工作。
2020年11月24日，萬眾矚目的嫦娥五號探測器一飛沖天，發射取得圓滿成功。
讓我們期待嫦娥五號探測器繼續後續精彩旅程，期待榮耀歸來的那一刻！
來源：北京日報客戶端
吉林日報全媒體 編輯：趙樹凱
【來源：吉林日報】
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