“太空之吻”里竟有这样一个重要考点

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北京时间12月6日6时许，38万公里外的环月轨道，嫦娥五号上升器携带月壤样品与轨返组合体完成了一次“教科书式的对接”。轨返组合体以抱爪的方式与迎面而来的上升器紧紧相拥，这个过程一气呵成。

这个“太空之吻”的成功意味着，继地外天体的采样与封装、地外天体的起飞之后，嫦娥五号实现了中国航天的又一个“首次”——月球轨道交会对接。

很显然，上述这句话包含了我国探月工程中三个重要的新技术进展。那么，小编今天就来梳理下嫦娥五号所具备的这三项超能力。

考点1：地外天体采样与封装

地外天体采样是一个理论化的专业名称，其实就是在地球以外的天体上采集样本。这次，在月球上采样，就是在月球上挖土。科学家们对这种操作设计了两个模式——钻取和表取。嫦娥五号探测器自动采样任务采用表钻结合、多点采样的方式，设计了钻具钻取和机械臂表取两种模式。

此外，嫦娥五号还配置了降落相机、全景相机、月壤结构探测仪、月球矿物光谱分析仪等多种有效载荷。探测器钻取采样前，月壤结构探测仪对采样区地下月壤结构进行了分析判断，为采样提供数据参考。

月面采样装置是全新研制的，技术新、难度大，需要考虑飞行任务以及探测器的测控、光照条件、电源、热控等各种约束。采样期间还要面临月面高温的工作环境，月球表面白天温度超过100摄氏度，无人采样器要在这么高的温度下正常工作，挑战可不小。

考点2：地外天体的起飞

众所周知，运载火箭在地球起飞是有一套完备的发射塔架系统的，点火起飞位置也经过了精确测算，飞行轨道也是一遍遍计算好的。但月面起飞完全不同，没有“地勤”支持，一切都靠自己，且必须一次成功，难度极高。

起飞时，着陆器就是上升器的“发射塔架”。上升器必须自主确定自身姿态和位置。

上升器在起飞前数小时进入准备程序，地球上的科研人员根据之前获得的着陆器的着陆时刻、上升器的姿态和位置等数据，计算上升器起飞时间、姿态轨道调整参数等一套数据，远程注入上升器制导导航与控制(GNC)系统中心控制单元。到了预定的起飞时刻，主发动机自行点火，上升器起飞。

点火起飞前，着上组合体实现月面国旗展开以及上升器、着陆器的解锁分离。此次国旗展开是中国在月球表面首次实现国旗的“独立展示”，根据回传影像显示，五星红旗在阳光照耀下，“中国红”格外鲜艳。

这次起飞标志着中国首次掌握了地外天体起飞技术，中国人独立自主完成载人登月、建立月球空间站，甚至走向更为深远的太空将不再是梦。

考点3：月球轨道交会对接

经过几十年的实践探索，我国在载人航天领域已经熟练掌握了近地轨道交会对接技术，但是在38万公里外的月球轨道上进行无人交会对接不仅在我国尚属首次，而且也是人类航天史上的第一次。为此，从上升器进入环月飞行轨道开始，一直到轨返组合体与上升器完成对接与样品转移为止，设计师们为嫦娥五号精心设计了交会、对接、组合体运行、轨返组合体与对接舱分离等一系列关键动作，助推嫦娥五号实现完美对接。

从月面起飞算起，经过约6分钟，250公里的飞行后，上升器进入与轨道器和返回器组合体交会对接的初始轨道。上升器启动交会对接程序，之后要进行多圈的飞行，完成4次远程导引，来到轨道器和返回器组合体斜上方位置，准备实施交会对接，把采集到的月壤转移到返回器。

此次实施的交会对接嫦娥五号采用的是停控加抓取的方式，在轨道器追上上升器并以相同速度飞行过程中，从后面伸手牵过上升器之后拉紧实现完美的交会对接。

12月7日凌晨5时42分，我国嫦娥五号上升器与轨道器及返回器组合体成功完成了交会对接，并且在6时12分将样品容器安全转移至返回器中，转移过程大约使用30分钟时间，这是我国首次也是国际首次，探测器在距离地球大约几十万公里的月球实现了月球轨道无人交会对接。此次对接相对于神舟飞船交会对接月球轨道每圈有1/3的时间位于不可测弧段，因此地面科技人员人工导引至此结束后，后续的交会对接过程全部由系统智能自主完成。

在12月7日12时35分嫦娥五号轨道器及返回器组合体与上升器成功分离，已进入环月等待阶段准备择机返回地球，此刻让我们静静等候嫦娥五号顺利归来。以往说，嫦娥奔月一去不回，这次嫦娥五号则演绎了奔月后带回样本的新的传奇。

试题练习：

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