嫦娥五号卫星（中国首颗地月采样往返卫星）

嫦娥五号卫星

中国首颗地月采样往返卫星

嫦娥五号卫星简称嫦娥五号，是负责嫦娥三期工程“采样返回”任务的中国首颗地月采样往返卫星。嫦娥五号计划于2017年前后在海南文昌卫星发射中心发射。它将由轨道器、返回器、着陆器等多个部分组成，由于体积庞大，故将使用中国新一代的重型运载火箭-长征五号发射。嫦娥五号执行的是我国月球无人勘探任务中最关键的一步，在基本完成无人月球探测任务后，中国将择机实施载人登月探测以及建设月球基地。嫦娥五号月球探测器预计在2017年发射成功后自动完成月面岩石采集，并从月球起飞，返回地球。

组织架构

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。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，最后降落在我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，当前同样计划使用类似设计的深空探测器方案，是美国尚未立项的火星取样返回探测器(MSR)，不过MSR最早也要2024以后发射，而我国的嫦娥五号预计2018年左右就要使用长征五号火箭发射，嫦娥五号取样返回的复杂性和先进性在已有和正在研制中的深空探测器里是空前的。当前嫦娥五号探测器着陆器的变推力发动机、交会对接微波雷达和激光雷达的研制都在紧密锣鼓的进行中，着陆器上升段和轨道器所使用的3000牛发动机首次整机试车圆满成功，已经转入初样研制阶段。嫦娥五号可以携带约2千克样本返回地球，这是使用复杂的月球轨道对接设计的结果，之前的苏联Luna 16探测器整体落月，最终取回样品仅有100克。

按照我国航天的惯例，嫦娥五号肯定还有一个备份星，如果嫦娥五号任务顺利的话，它很可能赋予嫦娥六号的编号，增减部分设备提高技术水平，根据探月一期和二期的月球探测成果，选取探测价值更大区域如月球极区或是在月球背面取样返回。不过嫦娥六号还太过遥远，很难对此做出有效的预测。

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。

主要任务

嫦娥五号的第一个科学目标是展开着陆点区的形貌探测和地质背景勘测，获取与月球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。主要包含：着陆区的地形地貌探测：采样点周围形貌与结构构造特性；撞击坑的形貌、大小与分布等。物质成份探测：采样点的物质成份特性；月壤物理特征与结构；月壳浅层的温度梯度探测等。第二个科学目标是对返回地面的月球样品进行系统、长期的实验室研究，分析月壤与月岩的物理特征与结构构造、矿物与化学组成、微量元素与同位素组成、月球岩石形成与演化过程的同位素年龄测定、宇宙辐射与太阳风离子与月球的互相作用、太空风化过程与环境演化过程等，深化月球成因和演化历史的研究。

嫦娥五号和六号将共同完成中国探月三期工程“回”的任务，即实现月球采样后自动返回。它们将带着“四件套”升空，分别是月球着陆探测器、月面巡视器、月面上升器和轨道返回器。

要实现中国第一次月球采样返回，需要突破很多技术，如样品采集技术、月面上升起飞技术、月球轨道交会对接技术等，因为是高速返回，还需要突破载录技术等。

采样方面，不仅要采获月球表面的月土，还要打孔，从2米底下的月球土层中取出不同深度的材料，拿回地球，因此嫦娥五号上还将携带钻机。

嫦娥五号将是我国首次开展地外天体采用返回计划，其中美苏日都完成了不同程度的地外天体样品采集，要采集地外天体表面物质需要完成一系列的地外天体临近空间飞行，比如近距离飞掠某个天体，或者在目标天体上登陆。嫦娥五号采取的方式依然为软着陆和垂直起飞，需要涉及许多关键技术，比如月球表面起飞技术、采样后如何封装，之后在月球轨道上对接，并脱离环月轨道进入转移轨道，去月球的旅程十分容易，而是否能安全返回还需要进行验证。

尽管目前的探月工程取得了一些进展，但总体上仍然落后于美俄，有关嫦娥五号探测器的任务设计已经在戈壁沙漠基地内进行测试，预计嫦娥五号将在着陆月球后将携带2公斤左右的样本返回地球。

功能创新

嫦娥五号和嫦娥三号相比其中一个巨大跨越是嫦娥五号由4个器组成，着陆器、上升器、轨道器、返回器，4个器加起来质量很大，现在全部的所有发射场都已发射不了，必须要到新建的海南发射场发射，还要用新研制的长征五号发射。

嫦娥三号探测器系统首席科学家、中国科学院叶培建院士介绍，为了解决落点的问题，为了解决载陆角以调整冲击力的问题，这一次并不是直接返回，而是分离进入大气层到60公里时将再跳回到宇宙当中去，再跳回大气层，然后再回来。这是一个很大的创新。

携带设备

为了完成科学方针，嫦娥五号将搭载多种有用载荷，重要包含下降相机、光学相机、月球矿物光谱阐发仪、月壤气体分析仪、月壤布局探测仪、采样剖面测温仪、岩芯钻探机和机器取样器等。

发射时间

最早有望2017年发射(按照嫦娥工程计划2017年~2020年发射)，有极大可能于2018年发射。

国防科工局新闻发言人吴志坚16日在京表示，我国嫦娥五号月球探测器预计于2017年前后完成研制并择机发射。

国防科工局新闻发言人吴志坚表示，嫦娥三号任务成功后，探月工程将转入三期，主要目标是实现无人自动采样返回。执行这一任务的嫦娥五号研制进展顺利，预计于2017年前后完成研制并择机发射。

发射地点

海南文昌卫星发射场。

最新进展（嫦娥五号试验器）

今年（2014年）即将发射的试验器，是2017年以前探月工程最后一个太空试验，因为这项试验风险太大，且没法在地面进行模拟。月球起飞上升我们从来没有搞过，到时候月球上见。——嫦娥三号探测器系统首席科学家叶培建

今年（2014-3-10），全国政协委员、嫦娥三号探测器系统首席科学家叶培建院士表示，今年将发射嫦娥五号的试验器，用于验证飞行器能否从月球轨道顺利返回，并降落在预定的位置。叶培建表示，这是2017年实现探月无人采样返回的最重要的试验。

今年（2014年）嫦娥五号试验器的任务，就是将轨道器和返回器的组合体送入月球轨道，再让组合体返回地球。叶培建介绍，组合体在距离地球几千公里的太空中会分离，返回器会按照嫦娥五号将要走的路，回到地球，而轨道器就“不要了”，变为太空垃圾。将组合体送入太空的工作将在西昌完成。

叶培建介绍，高速返回地球，而且温度很高，是两个难点，这需要相当复杂的控制系统。叶培建透露，今年即将发射的试验器，是2017年以前探月工程最后一个太空试验，因为这项试验风险太大，且没法在地面进行模拟。而其余例如在月球表面取样，在地球上起飞等，都通过在地面上做模拟试验的方法来验证可靠性。“月球起飞上升我们从来没有搞过，但可以地面做模拟实验，到时候月球上见。”叶培建说。

此外他透露，2017年嫦娥五号发射将使用海南文昌发射基地，发射基地周围还将建造一座文化公园。

参考资料

1.国新办就探月工程嫦娥三号任务有关情况举行发布会·中国证券网