“嫦娥五号创造中国航天史上多家首次”

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12月1日23时11分，嫦娥五号探测器着陆月球表面12月3日23时10分，结束了钟表事业的嫦娥五号上升器点火起飞。 钻孔完成、采样结束、点火起飞一系列操作在这48小时内按计划进行，每一步都是中国航天工业的首次尝试。

虽然在地球上进行了上千万次实验，但由于月表多、复杂、极端的环境和导航鞭长莫及，许多重要动作必须依靠探测器自主决定，每一步都包含着风险。

●月球表面采样

使用两种挖土模式的人工智能辅助力

嫦娥五号的月面工程为两天，实际采集样本时间为19小时。 嫦娥五号任务中，最重要的操作是自动采样和封装，需要考虑探测器的测量、照明条件、电源、热控等各种制约。

航天科技集团五院设计师为嫦娥五号设计了两种挖土模式:钻头和钟表。 用钻头进入月表2米深，采集深层样品。 时钟在着陆点附近的月面进行多点采样，采集月面样本。 据钻探系统研发单位航天科技集团五院529厂介绍，取样钻头具备对8级硬度岩石的钻探能力，对比不同颗粒度的月球土壤，采取切割、刮、刻、挤、排等不同操作。 另外，钻孔系统可以帮助人工智能。 经过上千次实验，形成了不同工况的钻头参数数据库。 数据库支持月表工作，钻头月表遇到不同情况，钻头系统可以在旋转冲击和旋转+冲击三种模式中自由切换，适应多而复杂的情况。

嫦娥五号带回的样品重量设定为2公斤，是根据探测器的运输能力等综合考虑的。 中国科学院国家天文台研究员郑永春表示，从科学研究诉求的角度来看，2公里的样本足以支撑科学研究。 随着科学技术的进步，科学家们希望在月球的许多地区进行采样。 这次嫦娥五号采样的地方是人类探测器从未进行过的地区，有望为月球火山、地质活动的演化带来新的研究成果。

●月球表面起飞

没有支持着陆器作为发射塔的架子

12月3日23时10分，完成月表工作的嫦娥5号上升器点火起飞。 这是我国航天器首次起飞到地外天体。

这与地面发射火箭不同，地面有完整的发射场系统和保障队，起飞位置和姿态可以准确测算，保障措施完善。 但是，月球表面起飞没有地勤的支持，一切靠自己，必须一次成功。

起飞时，着陆器是上升器的发射塔架。 上升器在起飞前的几个小时内进入准备步骤。 地球上的科学家根据上升器的姿态和位置等数据，计算上升器的起飞时间、姿态轨道调整参数等数据，远程注入上升器的控制系统，设定预定起飞时刻。

预定起飞时间到了，主发动机自动点火。 在起飞之初的一小段距离内，上升器不进行姿态调整，然后迅速调平，垂直上升。 达到一定高度后，按照既定顺序弯曲，以一定的立场进入轨道入射段。 整个过程飞行约6分钟，飞行约250公里，上升器顺利进入对接初始轨道。

上升器进入对接初始轨道后，进行多次飞行，完成4次远程引导，来到轨道器和反馈器组合体的斜上方位置，准备对接。 对接成功后，上升器将采集的样本转移到反馈器，分离完成使命，保留在绕月轨道上。

●月面展旗

1秒内完成系列动作的国旗选项在1年以上

完成样品的采样和包装，起飞回家前，嫦娥五号决定展开五星红旗。

这个国旗很轻，重只有12克，收在旗杆里，固定在基座上，密封状态持续着。 升旗时，经过开锁、支架展开、支架固定等步骤，以卷轴形式打开，一系列动作在1秒内完成。

这次展旗也造就了中国航天的第一个。 嫦娥三号、四号在月球上展示的国旗被探测器喷射，不需要特别的操作。 嫦娥五号国旗是独立的机构，有展开的动向，也是唯一的纺织国旗。

据嫦娥五号月球国旗展示系统研发方宇宙三江九部介绍，由于月球表面极端环境，温差在正负150之间，单一纤维和纺织技术无法满足要求。 普通国旗放在月球上，会迅速褪色、褪色、分解。 选材需要一年多的时间，研发人员对几十种纤维材料进行了大量的物理实验，最终选择新的复合材料，可以实现月球不褪色、不上色、不变形。

为了控制重量，研发团队对结构进行了优化设计，使结构尽可能薄、小。 例如用于固定在旗杆前端的球会制造空的心，重量极小。 加工者从玩具中得到灵感，制作了两个半球，用螺丝组合后完成了球体。 这项技术相当于在头发线上制作微雕，还取得了发明专利。 (记者倪伟)