2020年11月24日：嫦娥五号发射成功

2020年11月24日4时30分，中国在中国文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器，顺利将探测器送入预定轨道。

嫦娥五号探测器，是由中国空间技术研究院（中国航天科技集团五院）研制的中国首个实施无人月面取样返回的航天器，全重8.2吨，由轨道器、返回器、着陆器、上升器四个部分组成。计划由中国长征五号运载火箭从中国文昌航天发射场进行发射，将在探月工程三期中完成月面取样返回任务，是该工程中最关键的探测器，也是中国探月工程的收官之战。

结构设计

根据日前的设计方案，嫦娥五号由轨道器、返回器、着陆器等多个部分组成，其中着陆器将进行月面软着陆，并自动进行月面采样、样品封装等操作，将样品由着陆器的上升段携带升空进入月球轨道，与环月轨道上的轨道器对接，将样品转移到返回器内部，最后轨道器携带返回器点火机动，从环月轨道直接返回地球，返回器将在再入大气层前分离，最后降落在中国北方的内蒙古草原上。从这个轨道器、着陆器以及环月轨道对接的复杂设计方案看，嫦娥五号完全就是无人版的阿波罗登月。

技术难点

嫦娥五号主要任务是月球取样返回，它要面对取样、上升、对接和高速再入等四个主要技术难题。

嫦娥五号返回舱已经在研制之中，从奔月轨道上返回的航天器有着很大的速度，如果无法减速，那么就会“弹”出地球大气层，再入之后的返回舱速度将达到每小时4万公里左右，相当于32马赫左右，迄今为止中国设计的飞船没有达到如此高的再入速度，因此如何安全控制返回舱重返大气层是嫦娥5号能否成功的关键。

据探月工程总设计师吴伟仁说，嫦娥五号大约2017年前后择机发射，任务是采样返回。其中的困难主要有四个方面：月球轨道的交会对接、月面采样、月面起飞和高速返回。

月面采样有难度。苏联当年做了好几次只成功了三次，共取回300多克月壤。嫦娥五号计划采样2公斤，要钻进去2米获取原原本本的月壤，还必须封装好拿回来。此外，嫦娥五号有着陆器、返回器，要在月球轨道交会对接，难度比较大。再者，采样结束后月面起飞和高速返回也是需要攻克的难关。

第一关是“分离面多”。相较于神舟飞船和“嫦娥三号”均只有两个部分需要分离，即两个分离面，“嫦娥五号”有5个分离面，分别是轨道器和着陆器组合体、着陆器和上升器组合体、轨道器和返回器组合体、轨道器和支撑舱及轨道器与对接支架。这些分离面都必须“一次性成功”。

第二关是“模式复杂”。彭涛说，探测器需要经历多个飞行阶段，还需要完成月面采样、月面起飞上升、月球轨道交会对接和样品转移、地球大气高速再入返回着陆等关键环节，并且设计约束多。

其中，上升器与轨道器需要在距离地球38万千米的月球轨道上完成对接，在这里无法借助卫星导航的帮助，需要依靠探测器自身实现交会对接。

第三关是“细节严酷”。为获取月壤样品，“嫦娥五号”无人采样器将通过采样钻头深入月球内部和采样机械臂月球表面采样两种方法，再把样品转移到上升器，由上升器与轨道器对接，最终把样品转移到返回器，整个环节必须分毫不差。

第四关是“温度控制”。月球表面白天温度约零上180摄氏度，夜间零下150摄氏度，昼夜温差约330摄氏度。另外上升器发动机点火瞬间达到上千摄氏度，如何避免烧毁上升器和着陆器，对研制团队提出挑战。

第五关是“瘦身压力”。彭涛说，运载火箭的运载能力对嫦娥五号探测器的重量有严格的约束，一方面要尽可能对分系统进行“瘦身”，另一方面，因为备份产品较少，必须确保质量可靠。

预期成果

嫦娥五号将完成中国探月工程三步走中“回”的任务。嫦娥五号将突破一系列关键技术，并携带月球岩石样本回到地球，预计任务飞行时间在13天左右。

通过嫦娥五号的研制和实施，中国将突破月表自动采样、样品的封装与保存、月面动力上升、采样返回轨道设计、地球大气高速再入、月球轨道交会对接、多目标高精度测控通信、月球样品储存和地面实验室分析等关键技术，提升航天技术水平；具备月球无人采样返回的能力，首次实现中国月面自动采样返回，实现航天技术的重大跨越；完善中国的月球探测航天工程体系，形成重大项目实施的科学的工程管理方法，为后续载人登月和深空探测工程服务。

通过实施嫦娥五号无人月球采样返回任务，中国在月球科学研究方面将更进一步，开展着陆点区域形貌探测和地质背景勘察，获取与返回样品相关的现场分析数据，建立现场探测数据与实验室分析数据之间的联系；对月球样品进行实验室研究，分析着陆点月表物质的结构、成分、物理特性，深化月球成因和演化历史的研究。

嫦娥五号月面采样返回任务将于2019年年底左右实施，中国首次火星探测任务将于2020年前后实施。