11月17日，長征五號遙五運載火箭活動發射平臺離開了測試廠房，攜帶嫦娥五號探測器進入發射場地。

21日上午，“嫦娥五號”月球探測任務組織發射前系統間全區合練，這也是發射前的最後一次合練。

2020年11月17日，長征5號火箭已經樹立在發射臺上。

這標誌着中國探月計劃關鍵節點，嫦娥五號探測器的發射已經箭在弦上。

這是繼1976年8月19日，蘇聯“月球-24”號採樣器離開月球之後，人類時隔34年首次向月球發射可返回式探測器。

這也是繼美國和蘇聯之後，第三個國家的可返式探測器。

拋開復雜的專業術語，嫦娥五號的任務可以簡單概括爲從地球飛到月球上，取點岩石土樣，然後再從月球飛回地球。

當然，最理想的情況就是派載人飛行器落到月球上，就像當年美國的“阿波羅11號”一樣。宇航員腳踏實地站在月球表面，挖一鏟子土那是輕輕鬆鬆。

不過載人登月還是中國探月工程的遠期目標，嫦娥五號作爲中國探月工程“繞、落、回”三期中“回”的一環，使用的是無人操作的方式。

中國探月工程三步走戰略（中國探月與深空探測網）

發射與返回環節一共12個步驟

作爲一段往返76萬公里的長途跋涉，嫦娥五號探測器的發射和返回困難程度遠超普通人想象。

嫦娥五號目前實現突破的核心技術包括：運載發射、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、環月等待、月地轉移、軌道分離、再入回收12個部分。

這12個部分裏面還有許多的小細節，每一環出錯都可能導致整個探月計劃功虧一簣。

整個飛行過程23天，有23次重大的軌道控制，還有6次重大分離控制。

從探測器本身來講，嫦娥五號全重達到8.2噸，和此前發射的天宮系列空間站屬於同一噸位。重量遠超嫦娥一二三號星。

之所以重量大增，是因爲它爲返回地球增添了模塊。

四大模塊組成的“變形金剛”

嫦娥五號由四大部分組成：分別是上升器、着陸器、返回器和軌道器，四個部分依次聯接在一起。

着陸器顧名思義就是承擔降落到月球的功能，並且還要負責採樣；上升器承擔飛離月球的功能，這兩個部分組合在一起，單獨降落到月球上。

軌道器負責把嫦娥五號送回地球，返回器保存月球岩石樣本，並且負責再入大氣層的工作。這兩部分不落到月球表面，而是在環月軌道上運行。

四大部分既是一個有機整體，也可以分離操作。

當長征五號遙五運載火箭運送嫦娥五號進入地月轉移軌道，嫦娥五號制動入軌後將進行環月飛行。

在合適的時間點，上升器和着陸器組合的模塊分離脫落，降落到月球表面，着陸器完成採樣封裝後，上升器點火，帶着着陸器脫離月球表面，進入環月軌道，與返回器和軌道器交會對接。

合體完成之後的嫦娥五號軌道器點火，從環月軌道飛回地球，以第二宇宙速度再入大氣層，在內蒙古四王子旗着陸。

嫦娥五號“四個第一”帶來的高難挑戰

這裏面的許多環節都是中國航天史上的第一次。

其中最重要的有四個第一。

首次在月球表面進行自動採樣。

首次從月球表面發射。

首次首次在38萬公里外的月球軌道上進行無人交會對接。

首次帶着月壤以接近第二宇宙速度返回地球。

這四個第一都有各自的難度。

取樣階段，在引力只有地球1/6的月球上，採樣和封裝很困難，以前中國從沒做過，更何況全過程都要無人操作。

從月球表面起飛也是一大難點，因爲通常發射火箭都有穩定的平臺，有散熱和導流的設施。月球表面地形相對複雜，甚至不平坦，在這種惡劣條件下起飛，對上升器是很大的考驗。

接受測試的嫦娥五號探測器 來源：央視

在月球軌道上的對接難度就更高，在38萬公里距離，電磁波也需要1秒多才能抵達，地面控制中心根本無法完成這樣精細的對接操作。打個比方，在這樣距離上的對接基本是針尖對針尖，不但要對得準還必須接得上。

當嫦娥五號返回大氣層時，速度達到第二宇宙速度，每秒11.2公里，這麼高的再入速度也是歷史首次。

過去我們航天器的再入都是第一宇宙速度，每秒7.9公里。

速度更高、摩擦更大，返回器的氣動外形、防熱材料、姿態控制都是新挑戰。

爲防止速度過高氣動摩擦將返回艙燒燬，航天專家設計了一種“水漂”式減速的方法。

當返回器以特定角度高速撞擊大氣層時，會彈起，如同石子在水面上打水漂，這樣彈起再下落幾次後，返回器速度會降低到安全的範圍，再進行大氣層的穿行，最後着陸。

相關的返回技術已經得到驗證。中國在2014年發射的探月試驗飛行器，成功驗證了跳躍式彈道技術。

人工智能的運用是一大亮點

此外嫦娥五號探測器的地月往返之旅，人工智能的應用也是一大亮點。

首先在月球表面的軟着陸，就將由嫦娥五號自行判斷。

此次的着陸點在月球正面呂姆克山脈，離美國阿波羅飛船的着陸點約1000公里。

嫦娥五號登月選定着陸區域。圖片來源：Phil Stooke

此前嫦娥三號探測器在月球表面的成功着陸，已經證明了人工智能對探測器的着陸控制相當出色。

嫦娥三號探測器

嫦娥五號探測器採樣也是自動控制，用電鏟鏟取土壤，另外自動打鑽取巖芯。

更爲複雜的對接工作也是由嫦娥五號自行完成，依靠人工AI自主控制。

無論從哪個方面來衡量，這次嫦娥五號探測器的發射，都充滿了挑戰，其複雜程度堪稱創造紀錄。

再過幾天，我們就能看到它飛向月球的身影，祝願它完成任務圓滿歸來！