嫦娥五號成功發射 中國探月計劃「嫦娥家族」各自職責是什麼?

撰文:孫聖然
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今日(24日)凌晨4時30分,在中國文昌航天發射場,長征五號遙五運載火箭成功發射探月工程「嫦娥五號」探測器。火箭飛行約2200秒後,順利將探測器送入預定軌道,開啟中國首次地外天體採樣返回之旅。
中國的月球探測計劃於2004年正式開展。在嫦娥五號之前,中國已成功發射「嫦娥一號」至「嫦娥三號」,未來還將執行「嫦娥六號」至「嫦娥八號」探月任務。以下就通過一篇文章來了解「嫦娥家族」。

嫦娥五號發射成功。(新華社)

2004年,中國正式開展月球探測計劃,探測分為三階段,第一階段是探月,即無人月球探測;第二階段是登月,即載人登月;第三階段是駐月,即建立月球基地。第一階段的無人月球探測又分為三期,就是「繞、落、回」三步走。

「嫦娥一號」、「嫦娥二號」、「嫦娥三號」

「繞」就是要實現衛星繞月飛行探測,繞月時可利用儀器對月球拍照、觀測。2007年10月24日,「嫦娥一號」衛星在西昌成功發射。2009年3月1日,「嫦娥一號」衛星按預定計劃受控撞月,完成一期的「繞月探測」任務。在此之後,接下來探測器首先要能完好無損地降落在月球上才能載人上去,因此第二期的「落」要開展「着軟陸」和月球表面勘察,接收來自地球的遙控。

「嫦娥二號」是「嫦娥三號」的先導星。2010年10月1日,「嫦娥二號」發射成功,衛星軌道設計、導航控制、微小相機視頻成像等各項技術均得到驗證。任務期間,「嫦娥二號」還與國際編號為4179的圖塔蒂斯小行星由遠及近「擦肩而過」,最近交會距離不到1公里,首次實現中國對小行星的飛躍探測。

2013年12月2日,「嫦娥三號」探測器發射升空。當年12月14日,「嫦娥三號」探測器自主成功避障,安全軟着陸。軟着陸的第二天,「玉兔」號月球車與着陸器分離,開始月面巡視勘察。「嫦娥三號」任務的圓滿成功標誌中國探月工程第二步戰略目標「落」全面實現。

「嫦娥四號」、「嫦娥5T」

「回」指登上月球的探測器能夠回到地球,科學家要在地球對月球樣本分析,未來登月的宇航員也要隨探測器返回地球。而「嫦娥五號」正是承擔這樣的使命,計劃實現月面自動採樣返回,助力深化月球成因和演化歷史等科學研究。「嫦娥五號」發射前,2014年11月1日,為「嫦娥五號」探路的再入返回試驗器「嫦娥5T」按既定方案平安着陸月球。因此「嫦娥5T」擔起「嫦娥五號」的探路先鋒。最終中國航天器首次以第二宇宙速度返回地球,為確保「嫦娥五號」任務順利實施和探月工程持續推進奠定基礎。

實際上,衛星嫦娥一、三、五號,分別具有備份衛星二、四、六號,用來預防因突發事件而可能導致的計劃拖延。例如「嫦娥二號」是「嫦娥一號」的備用星,最後改成為「嫦娥三號」的發射做探測準備,並探測了小行星圖塔蒂斯。 「嫦娥三號」已經成功完成了「落」的任務,它的備份「嫦娥四號」便無需重複相同任務,而是需要承擔其他任務了。

「嫦娥四號」探測器。(資料圖片/新華社)

「嫦娥四號」則於2018年12月8日發射升空。 2019年1月3日,「嫦娥四號」探測器自主着陸在月球背面南極,艾特肯盆地內的馮.卡門撞擊坑內,實現人類探測器首次在月球背面軟着陸。目前,「嫦娥四號」着陸器和「玉兔二號」月球車分別於11月22日12時和3時10分完成第24月晝工作,進入月夜休眠。截至11月23日,嫦娥四號已在月球背面工作690個地球日,累積行駛里程589.6米。

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「嫦娥五號」

嫦娥五號任務是中國今年航天發射的重磅任務,也是中國探月工程「繞、落、回」三步走的最後一步, 將實現包括中國首次月球無人採樣返回在內的一系列高難度任務。

據介紹,嫦娥五號探測器是迄今為止中國研製的最為複雜的航天器系統,由軌道器、返回器、着陸器、上升器四部分組成,在經歷地月轉移、近月制動、環月飛行後,着陸器和上升器組合體將與軌道器和返回器組合體分離,軌道器攜帶返回器留軌運行,着陸器承載上升器擇機實施月球正面預選區域軟着陸,按計劃開展月面自動採樣等後續工作。

嫦娥五號任務新聞發言人裴照宇表示,嫦娥五號任務有望創造5個「中國首次」:一是地外天體的採樣與封裝,二是地外天體的起飛,三是月球軌道交會對接,四是攜帶樣品高速地球再入,五是樣品的存儲、分析和研究。

嫦娥五號探測器模型。(資料圖片)

「嫦娥六號」、「嫦娥七號」、「嫦娥八號」

「嫦娥六號」則是計劃在月球南極進行採樣返回,是月背還是正面,要根據「嫦娥五號」的採樣情況來確定。而「嫦娥七號」是在月球南極一次綜合探測,包括對月球的地形地貌、物質成分、空間環境進行一次綜合探測任務。

「嫦娥八號」除了繼續進行科學探測試驗以外,還要進行關鍵技術的月面試驗。中國、美國、俄羅斯和歐洲等國家都在論證,要不要在月球建立一個科研基地或者科研站,比如採用3D打印技術,能不能在月亮上利用月壤建房子等。

中國將通過「嫦娥八號」驗證部分技術,為以後各國共同構建月球科研基地做前期探索。但是,「嫦娥八號」只是試驗部分技術、演練部分功能,不是建成月球基地。

(綜合報道)