嫦娥五號軌返組合體將擇機(jī)返回地球 目前已進(jìn)入環(huán)月等待階段；我國首次實現(xiàn)月球軌道交會對接，月球樣品容器轉(zhuǎn)移至返回器
分離后軌返組合體軌道模擬圖。
記者從國家航天局獲悉，12月6日12時35分，嫦娥五號軌返組合體與上升器成功分離，進(jìn)入環(huán)月等待階段，將擇機(jī)返回地球。北京時間12月6日5時42分，嫦娥五號上升器成功與軌道器和返回器組合體交會對接，并于6時12分將樣品容器安全轉(zhuǎn)移至返回器中。這是我國首次實現(xiàn)月球軌道交會對接。從上升器進(jìn)入環(huán)月飛行軌道開始，通過遠(yuǎn)程導(dǎo)引和近程自主控制，軌道器和返回器組合體逐步靠近上升器，以抱爪方式捕獲上升器，完成交會對接。
■ 釋疑
嫦五對接為何采用抱爪方式？為何21秒完成？
12月3日晚，嫦娥五號上升器進(jìn)入環(huán)月軌道后，下一步任務(wù)就是交會對接，然后將樣品轉(zhuǎn)移到返回器，由返回器帶回地球。
這一過程對探測器的自主要求非常高。與神舟飛船與天宮一號、二號在近地軌道的交會對接不同，嫦娥五號月球軌道的交會對接機(jī)構(gòu)非常小，精度要求更高，如太空“穿針”，而且無法利用衛(wèi)星導(dǎo)航信號提供支持。
載人航天使用的對接機(jī)構(gòu)學(xué)名叫異體同構(gòu)周邊式對接機(jī)構(gòu)，在對接后可形成一個80厘米左右的通道，方便航天員在其中穿行。而與近地軌道的任務(wù)不同，月球探測對探測器的質(zhì)量和空間有嚴(yán)苛限制，嫦娥五號的對接機(jī)構(gòu)必須做到小而精，其重量要減小到周邊式對接機(jī)構(gòu)的十五分之一。
“抱爪機(jī)構(gòu)具有重量輕、捕獲可靠、結(jié)構(gòu)簡單、對接精度高等優(yōu)點。因此，我們在嫦娥五號上采用了抱爪式對接機(jī)構(gòu)，通過增加連桿棘爪式轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)了對接與自動轉(zhuǎn)移功能的一體化，這些設(shè)計理念都是世界首創(chuàng)。”中國航天科技集團(tuán)有限公司八院嫦娥五號探測器副總指揮張玉花介紹。
“所謂的抱爪，其實形象地說，就像我們手握棍子的動作，兩個方向一用力，就可以把棍子牢牢地握在手中。”嫦娥五號軌道器技術(shù)副總負(fù)責(zé)人胡震宇介紹。探測器采用的對接機(jī)構(gòu)就是由3套K形抱爪構(gòu)成的，當(dāng)上升器靠近時，只要對準(zhǔn)連接面上的3根連桿，將抱爪收緊，就可以實現(xiàn)兩器的緊密連接。
對接完成后，還要進(jìn)行一個重要動作，將上升器裝有月壤的樣品容器轉(zhuǎn)移到返回器中。捕獲、收攏、轉(zhuǎn)移，看似簡單的過程，在38萬公里之外高速運行的飛行器上，每一步操作都帶著風(fēng)險。
航天科技集團(tuán)八院對接機(jī)構(gòu)與樣品轉(zhuǎn)移分系統(tǒng)技術(shù)負(fù)責(zé)人介紹，對接全步驟要在21秒內(nèi)完成，1秒捕獲、10秒校正、10秒鎖緊。為此做了35項故障預(yù)案，全部采用自動控制。
值得注意的是，順利完成月面交會對接，意義超出此次任務(wù)，還將在載人登月上派上用場。嫦娥五號四個器的構(gòu)造設(shè)計，與美國阿波羅載人登月任務(wù)的構(gòu)造有相似性。中國探月工程副總設(shè)計師于登云此前表示，嫦娥五號將為將來載人登月做技術(shù)驗證，載人登月必然要在月球軌道交會對接，這是最安全也最經(jīng)濟(jì)的方式。
追問1
返回中還有哪些關(guān)鍵動作？
嫦娥五號任務(wù)被稱為我國迄今最復(fù)雜的航天任務(wù)之一，一共要經(jīng)歷11個階段：發(fā)射入軌、地月轉(zhuǎn)移、近月制動、環(huán)月飛行、著陸下降、月面工作、月面上升、交會對接與樣品轉(zhuǎn)移、環(huán)月等待、月地轉(zhuǎn)移、再入回收。目前11步已經(jīng)完成了8步，進(jìn)入環(huán)月等待階段。
6日，轉(zhuǎn)移完樣品的上升器將與軌道返回組合體分離，完成使命，留在月球軌道上。在環(huán)月等待階段，軌道器和返回器組合體將進(jìn)入月地入射點，等待月地入射窗口的到來，做好返回地球的準(zhǔn)備。
月地轉(zhuǎn)移階段也是距離最遠(yuǎn)的一段旅程，要從38萬公里外的月球返回地球附近。軌道返回組合體將帶著采樣產(chǎn)品從月球歸來，經(jīng)歷多次中途修正，在距離地球5000公里高度處，軌道器和返回器分離，返回器獨自完成最后一段路程。
最后的再入回收階段十分關(guān)鍵。雖然我國神舟飛船返回艙已經(jīng)多次成功返回，但此次返回有所不同，難度在于速度過高。返回器從38萬公里外長途奔襲歸來，速度達(dá)到第二宇宙速度，如果沒有及時減速，有可能撞毀。
因此，科研人員為它設(shè)計了一個“打水漂”的返回方式。返回器首先以第二宇宙速度沖向地球，在進(jìn)入地球大氣后，很快又跳出來，然后再次進(jìn)入大氣層。一出一進(jìn)之間，就順利實現(xiàn)了減速，像神舟飛船返回艙一樣，以第一宇宙速度降落，打開降落傘，平穩(wěn)安全地落在內(nèi)蒙古四子王旗著陸場預(yù)定地點。
追問2
“太空快遞”已攬收 嫦五還有幾天能回家？
12月1日23時11分，嫦娥五號著陸器與上升器著陸；2日22時，完成采樣和封裝；3日23時10分，上升器點火起飛；6日5時42分，上升器與軌道器和返回器組合體交會對接；6時12分，月球樣品容器轉(zhuǎn)移至返回器。
不到5天的時間里，嫦娥五號已經(jīng)完成了此次任務(wù)中最關(guān)鍵的任務(wù)，效率驚人。根據(jù)官方消息，嫦娥五號著陸區(qū)域條件較好，采樣工作因此比預(yù)計的順利很多，自動采樣任務(wù)僅用19個小時，這比預(yù)期時間提前了。
根據(jù)航天科技集團(tuán)消息，嫦娥五號任務(wù)總共歷時23天，從11月24日凌晨發(fā)射到12月6日，已經(jīng)過去13天。
新京報記者 倪偉
本版圖片/國家航天局