导读：国家航天局消息，嫦娥五号探测器在月球预选着陆区成功着陆。
来源丨新华社、央视新闻、经济日报
据新华社12月1日晚间消息，记者从国家航天局获悉，12月1日23时11分，嫦娥五号探测器成功着陆在月球正面西经51.8度、北纬43.1度附近的预选着陆区，并传回着陆影像图。
12月1日，在北京航天飞行控制中心拍摄的嫦娥五号探测器落月瞬间。新华社记者金立旺摄
12月1日22时57分，嫦娥五号探测器着陆器和上升器组合体从距离月面15公里处开始实施动力下降，牛变推力发动机开机，逐步将探测器相对月球纵向速度从约1.7公里/秒降为零。
期间，探测器进行快速姿态调整，逐渐接近月表；此后进行障碍自动检测，选定着陆点后，开始避障下降和缓速垂直下降，平稳着陆在位于月球正面风暴洋的吕姆克山脉以北地区。着陆过程中，着陆器配置的降落相机拍摄了着陆区域影像图。
这是嫦娥五号探测器动力下降过程降落相机拍摄的图像。新华社发（国家航天局供图）
这是嫦娥五号探测器软着陆后降落相机拍摄的图像。新华社发（国家航天局供图）
12月1日，在北京航天飞行控制中心拍摄的嫦娥五号探测器落月瞬间。新华社记者金立旺摄
12月1日，在北京航天飞行控制中心拍摄的嫦娥五号探测器落月过程。新华社记者金立旺摄
12月1日，在北京航天飞行控制中心拍摄的嫦娥五号探测器落月过程。新华社记者金立旺摄
12月1日，在北京航天飞行控制中心，航天科技人员在监测嫦娥五号探测器工作状态。新华社记者金立旺摄
12月1日，在北京航天飞行控制中心，航天科技人员在监测嫦娥五号探测器落月过程。新华社发（国家航天局供图）
12月2日，在北京航天飞行控制中心拍摄的落月后的嫦娥五号探测器。新华社记者金立旺摄
12月2日，在北京航天飞行控制中心拍摄的落月后的嫦娥五号探测器。新华社记者金立旺摄
图表：嫦娥五号探测器实施动力下降并成功着陆将在预选区域开展月面采样工作新华社记者陈琛编制
嫦娥五号任务落月的着陆区，选择在月球上最大的月海——风暴洋北部的吕姆克山脉附近。之所以选择在这个这个区域降落并实施采样，是因为科学家认为，这一区域比起之前美国和前苏联落月采样的区域，从地质上来说，可能存在比较年轻的玄武岩，如果能获得这里新的样本，将有助于推进对月球火山活动和演化历史的认识。图片来源：央视新闻完成高难度落月，背后关键技术曝光
成功着陆后，着陆器在地面控制下，进行了太阳翼和定向天线展开等状态检查与设置工作，将正式开始持续约2天的月面工作，采集月球样品。
成功着陆后，着陆器在地面控制下，进行了太阳翼和定向天线展开等状态检查与设置工作，将正式开始持续约2天的月面工作，预计将采集2千克左右的月球样品。
这看似轻松的一幕，实际上却历尽艰辛，嫦娥五号探测器要像跳伞运动员一样在深空完成一系列高难度动作：主动减速、快速调整、接近、悬停避障、缓速下降和自由下落段……这背后离不开高科技的保驾护航。
《科学》杂志对此评论称，要想成功从月球取回样本，需要嫦娥五号跳一场复杂的深空芭蕾舞。
GNC高精度关键技术
嫦娥五号任务的落月和近月制动一样，都是只有一次机会，必须一次成功。
由于涉及采样后上升器的月面起飞，所以，嫦娥五号落月的过程也是为后续上升器月面起飞选择“发射场”的过程。相较于嫦娥三号、四号，嫦娥五号对于着陆点的位置精度和平整度方面的高要求是空前的，需要一个着陆区域内无太高的凸起、无太深的凹坑，坡度要符合任务要求。
可以说，落月的过程就是边飞行边找寻落点，在15分钟内完成，约公里外的全程自主跳伞。
为了实现“选址正确，落点准确”，嫦娥五号采用了已经在嫦娥三号和四号上应用的“粗精接力避障”的方式，即中国航天科技集团五院所研制的制导导航与控制（GNC）系统，在该系统的指挥下，着陆器和上升器组合体先是大推力反向制动快速减速，然后快速调整姿态并对预定落区地形进行拍照识别，避开大的障碍，实现“粗避障”，然后组合体在飞到距离月面米时悬停，并再次对选定区域进行精确拍照，实现“精避障”，之后再斜向下飘向选定的着陆点，在移动到着陆点正上方之后开始竖直下降，到距离月面较近时关闭发动机，然后利用着陆腿的缓冲实现软着陆。
着陆缓冲机构显身手
落月的关键在于平稳。嫦娥五号着陆上升组合体在落月时，撞击月面会形成较大的冲击载荷，必须设计相应的着陆缓冲系统，吸收着陆的冲击载荷，保证探测器不翻倒、不陷落，这是落月的技术难题之一。着陆缓冲机构，通俗地说就是嫦娥五号的“腿”。
这四条缓冲、支撑一体化的“腿”可不一般，它们来自于机构分系统团队精心设计、巧手研制，更来源于嫦娥三号、嫦娥四号的完美基因。着陆缓冲机构具有完全自主知识产权的“偏置收拢、自我压紧”式方案，保证了收拢简单、展开可靠，解决了着陆缓冲、着陆稳定性等多方面的问题。
与嫦娥三号的着陆缓冲设计方案相比，由于任务难度增加，嫦娥五号任务的着陆缓冲能力要求提高了30%，但机构重量指标却减少了5%。这为总体设计部的团队成员带来了不小的难题。面临减重的难关，研制团队反复迭代，每次修改完设计，讨论时一旦发现新的减重突破口，又毫不犹豫地再次推翻设计、继续修改，最终成功满足了设计指标，确保了嫦娥五号稳定可靠地完成与月球的亲密拥抱。
精妙的“外脑”“外眼”
其实在嫦娥五号的落月过程中还有两个精妙的设计:
一是虽然表面上看是着陆器“背着”上升器软着陆到了月面上，但实际上整个落月的过程着陆器GNC系统的工作和智能自主的指挥过程都借助了“外脑”和“外眼”，这个“外脑”和“外眼”分别就是上升器月面起飞时要用的“最强大脑”中央控制计算机和通过“看星星”确定自己姿态的星敏感器，这是设计人员根据“上升器全程陪同着陆器”的实际想出的妙招，既节约了成本又减轻了重量。
二是由于距离月面较近时主发动机会激起的月尘污染星敏感器，从而影响上升器月面起飞，所以科研人员专门设计了盖子，在距离月面一定的高度时把星敏感器的镜头盖起来，称之为“天黑请闭眼”，待落月之后月尘散去再通知星敏感器把盖子打开，这一睁一闭之间，着陆器和上升器组合体已经顺利着陆在月亮之上了。
定向天线“一线牵”
落月牵动人心。38万公里外的嫦娥五号正经历着什么样的考验？
所有的讯息，都需通过着陆上升组合体的一口小小的“锅”来时时传送遥测数据。这个“小锅”就是定向天线——把探测器上的数据传输到地面的发射转换装置。
从月球把数据发送回地球，通信的距离相比地面手机通信，远了几万倍，这就需要采取特殊的对地定向天线来发送数据。
五院总体设计部设计的定向天线包含了反射面天线辐射器、双轴驱动机构。双轴驱动机构就像人的肩关节、肘关节，驱动反射天线辐射器灵活地转动，确保“小锅”始终对准地面。为了使整器减重，此款反射面天线极致轻量化设计，相比同类天线减重40%以上，既轻便又可靠。
被称为是中国航天史上最难的一项工程
据央视新闻，嫦娥五号也被称为是中国航天史上最难的一项工程，难在哪里呢？
对此，探月工程规划制定者之一、国家航天局原局长，也是探月工程首任总指挥，今年已经80岁高龄的栾恩杰院士表示，“我们去首先一定要被月球能够捕获到，怎么在月球的引力场把它收拢下去，所以一定要做刹车的减速工作，这个能力就不是我们过去嫦娥三号火箭的能力能完成的，因为我们这次去的送的嫦娥五号重8吨多。”
图片来源：央视新闻到达月球轨道之后，嫦娥五号在月球降落的位置是它全新的尝试。
栾恩杰表示，“我们有些机制装置在运行的时候，有可能想不到的东西被卡住。因为月面的状况，我个人担心的是我们并不很清晰，我们真正落月的地面状况，周围的环境是不是很平坦？是不是没有其他的障碍。”
着陆器降落后，开始样品采集，这又是一次全新的尝试。
栾恩杰表示，“着陆以后我就开始取样了，我们有个手去铲，我们月球的钻取机构，这是我们国家头一次设计，我形容成哈尔滨香肠。就在钻的时候，他要把钻取的芯、岩芯的部分要装到一个包裹，这个包裹是一个长的，所以像个香肠一样，要把它紧密的包裹好，封装好。”
模拟动画视频：嫦娥五号探月取土（图片来源：央视新闻）栾恩杰表示，“因为这些土壤不能在转移到地球的时候被地球污染了，因为地球环境和月球环境是不一样的，有些物质一定要在非常洁净的环境下，保持住我们取得这样这点东西。所以我们有落月器，把这些东西转到我的上升器里，样品密封好，交给我们轨道器这样一些机械装置，都要在我的上升器内完成。”
完成采样之后，嫦娥五号上升器要在月球进行起飞发射，在月球轨道与轨道器和返回器进行交会对接，将月球样本转移至返回器里，然后返回地球。
栾恩杰表示，“能去月球的国家也不少，包括亚洲（的）日本、印度都去过，但是从月亮回来，这又是一个很大的台阶。我们国家就列入到了可以从月球取样返回第三个国家。”
嫦娥五号成功着陆历程
11月24日4时30分，长五送嫦五，我国首次月面采样返回启程。
11月24、25日，“嫦娥五号”完成第一、第二次轨道修正，继续飞向月球。
11月28日20时58分，“嫦娥五号”顺利进入环月轨道。
11月29日20时23分，两脚刹车后，“嫦娥五号”进入近圆形环月轨道。
11月30日，探测器组合体顺利分离。
12月1日，“嫦娥五号”实施月面软着陆。
本期编辑陈思
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