嫦娥五号发射，你需要知道这些事情

　　浩瀚星空，一轮明月带给了我们无尽的遐想。

　　自1969年7月20日人类第一次登月成功以来，我们对月球的探索从未停止，几代中国航天人从无到有，一次次实现零的突破，一点点追平与发达国家航天技术的差距。

　　今日凌晨4时30分，长征五号遥五运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空，将运送嫦娥五号探测器至地月转移轨道。

　　嫦娥五号由轨道器、返回器、着陆器和上升器四大部分组成，重达8.2吨，可以说是我国探月史上最复杂、重量最大的探测器，发射难度较大。

　　嫦娥五号身负一项重大任务，它将使用返回舱把从月球采集的2千克样品带回地球，由科学家在实验室里进行研究。

　　然而，采集后如何密封保存样品使其不受污染，返回地球着陆时如何防止因为温度过高而再入失败，月球轨道上如何对接，探测器之间的即时通信，采样机械臂在月球特殊环境下的可靠性等等问题，都是我们必须解决的。

　　图源：公众号知识分子

　　嫦娥五号的发射，是我国月球探测第一阶段“绕”“落”“回”的“收官之战”，如果一切顺利，将实现我国首次月球无人采样返回任务，我国将成为继美国、苏联之后第三个从月球运送样本返回地球的国家。

　　嫦娥五号之后，六七八号的发射也在按部就班地推进中。

　　未来，嫦娥六号负责在月球南极采样返回，七号计划对月球的地形地貌、物质成分、空间环境进行综合探测，八号将集中于科学探测试验和关键技术的进一步突破。

　　星河浩瀚，我们一直在路上。

　　除了对月亮的瑰丽想象外，你对真实的月亮了解多少呢？

　　仅是月球的形成就存在着多种可能性。

　　按照当前盛行的解释，它是在一场大撞击中从地球上脱离出来的。在一场大碰撞之后，月球的原始构成物质从熔融状态的原始地球中脱离出来，并进入地球轨道。

　　科学家推测，冲击地球的天体质量约是地球质量的10%，体型跟火星相当。

　　由于地球和月球物质组成如此相近，研究人员认为，这场冲击必定发生在太阳系形成之后的9500万年左右，误差范围是正负3200万年。

　　虽然大碰撞说在目前占主导地位，但也有理论认为，月球是原来的两颗卫星撞击后合二为一形成的。最近还有理论称，月球可能是地球从金星那儿拐来的。

　　无论月球是怎么形成的，它的出现，都对地球造成了重大影响。

　　有科学家猜测，地球之所以适宜生命生存，月球引力也许在其中发挥了关键作用。它调节了地轴倾斜引发的抖动，使地球在几十亿年的时间里都拥有相对稳定的气候，为生命的繁衍创造了条件。

　　在月地相互作用中，月球也并非毫发无损。一项新研究显示，早期月球之所以呈现出奇怪的形状，可能是受地球引力拉伸的结果。

　　孟佳所任职的中科院上海硅酸盐研究所特种无机涂层重点实验室，主要从事与航天器相关的各种热控涂层、热防护材料的研究开发。

　　从第一颗人造卫星“东方红一号”到嫦娥四号探测器，都离不开他们的辛勤工作，可以说见证了我国航天事业的发展。

　　他们的工作，简单来说，就是给航天器“做衣服”。

　　每个航天器上都有一套经过精密计算、设计而来的热控制系统，它包含热控涂层、热防护材料以及热管等。

　　不管外部的条件变化多么剧烈，都能使航天器内部维持在一定的温度范围，保证舱内仪器设备正常工作。

　　嫦娥四号探测器和玉兔巡视器所使用的热控涂层多达20余种，研制工艺和吸辐比各不相同，这些材料的应用确保了航天器各仪器设备在昼夜温差高达300度的环境中依然正常运转。

　　除了热控涂层，另外一种热控材料是多层隔热材料。

　　当探测器飞行到月球附近的时候，它相对月球的速度大于月球的逃逸速度（2.38公里/秒），如果不减速，这个探测器就会飞离月球。

　　而要实现绕月飞行，就必须对它进行制动。也就是要刹一下车，将飞行速度降到月球逃逸速度以内，从而被月球吸引力捕获。

　　而在下降的过程中，月面着陆是在真空状态下的软着陆，没有大气，也就意味着不能利用空气摩擦实现减速，因此需要用反推力来实现减速降落。

　　7500牛的变推力发动机就是这个关键的刹车装置。当它发动机工作的时候，最高温度可以高达1400多度，而它周围的仪器设备的工作温度却需要维持在几十度左右。因此，我们必须将这两者在温度上隔离开。

　　解决方案就是在发动机的外围给它穿一条“裙子”，也就是高温多层隔热材料。

　　这条“裙子”的厚度只有1厘米，由20多层特殊材料组成，穿上它就在发动机和周围的电子元器件之间形成了一道热屏障。

　　哪怕裙内燃烧室和喷管的温度超过了1000度，裙外的温度也不会超过100度，确保了嫦娥四号探测器的正常工作。

　　中国科学院院士，中国第一位女天文台台长叶叔华

　　探月计划中，最难的就是卫星飞出去以后，如何改变轨道，变成一个环绕月球的轨道。

　　因为那时候还没有很精确的测量，要怎么改、什么时候改，就成了关键问题。

　　当时，中国科学院院士、中国第一位女天文台台长叶叔华就自告奋勇，主动接手负责这个难题。她的解决方法，就是VLBI技术。

　　VLBI是指Very Long Baseline Interferometry，甚长基线干涉测量，用多个远距离望远镜接收同一天体的无线电波信号，进行干涉处理运算，获得射电图像。

　　之前，叶叔华曾提出建设甚长基线，而且一做就做三个站，上海、乌鲁木齐跟昆明，在中国构建一个大三角形，全世界都没有人提。

　　因为要建设大三角形，天文界的经费都被叶叔华用了，为此她挨了很多同行的骂。

　　但是把上海做出来就花了很多钱，花了一半钱都不止，要做三个根本就不行。所以当时只能做上海跟乌鲁木齐，昆明就没办法。

　　但事实证明，叶叔华的选择是正确的，她的VLBI在天文和航天上都发挥了巨大作用，在“嫦娥一号”的飞行中起到了保障作用。

　　凭借在“嫦娥一号”上的成功了，叶叔华又促成了中国科学院和上海的一个65米天线的合作项目。

　　65米项目建起来后，会对空间探测有极大帮助，以后不仅仅是探月，就是到火星、木星、太阳系边缘去，都没有问题。

　　中国电子科技集团航天电机设计研发工程师张艳丽

　　
2013年12月15日，那一天，“玉兔”号月球车完美实现了落月。中国成为世界上第三个实现月面软着陆的国家。

　　这个月球车上有14台电机是张艳丽参与研制的，她是一名航天电机研发工程师。

　　电机是用来干什么的？第一是导航相机和全景相机的天线系统，相当于月球车的眼睛；第二就是它的四轮驱动系统，负责月球车的车轮转向。

　　最后，月球车的能量主要来源于太阳能，因此它有一套太阳翼帆板。它就像向日葵，要始终面向着太阳。所以在月球车行驶过程中，太阳翼帆板需要调整角度，这也需要电机来完成。

　　刘艳丽设计的三合一电机，相当于为项目节省了三分之二的研制费用。

　　但在电机的研制过程，当时已经怀孕的刘艳丽出现了大出血状况，医生建议她休息，不然很有可能会流产。

　　可是，对她来说，月球车项目凝聚了她的许多心血，就像是另一个孩子，让她无法割舍。经过一天一夜的思考，她最终决定不放弃，就这样坚持到了孩子出生的前一周。

　　迄今为止，她设计的产品除了被应用于月球车，还应用在中国的火星探测器、空间站、载人航天工程、“高分”和“北斗”系列卫星上。

　　玉兔二号移动分系统主任设计师刘殿富

　　月球车是能够在月球表面行驶并完成月球探测、考察、收集和分析样品等复杂任务的专用车辆。

　　2018年12月8号凌晨，嫦娥四号发射时，玉兔二号移动分系统主任设计师刘殿富在北京飞控中心的电脑前观看了发射。

　　2019年1月3日，玉兔二号月球车与嫦娥四号着陆器实现分离，开始进行月球探测，成为人类历史上首次成功在月球背面软着陆的探测器。

　　2020年6月12日，已在月球背面工作618天的玉兔二号结束了寒冷且漫长的月夜休眠，受光照自主唤醒，迎来了第22月昼工作期。

　　目前，我国科研人员根据玉兔二号的探测数据，有三大发现：

　　月球南极艾特肯盆地冯·卡门撞击坑下方存在着2100万亿吨的重金属元素；

　　着陆区爆发过多次岩浆，说明月球也曾像现在的地球一样存在着活跃的内部活动，后来不知因何原因停止了；

　　在陨石坑中发现胶状物，疑似是由高速流星撞击月壤产生出的瞬间高温融化所致。

　　嫦娥四号上还搭载有一项由重庆大学牵头研制的科普载荷——“月面微型生态圈”，搭载了棉花、油菜、土豆、拟南芥、酵母和果蝇六种生物。

　　这是第一次，在月球上有一棵来自地球的植物发芽了，我们也成为了第一个在月球种棉花种土豆的人。

　　微博上也有人在说，我们是走到哪种到哪的民族。

　　阴阳三合，何本何化？
圜则九重，孰营度之？
惟兹何功，孰初作之？
斡维焉系，天极焉加？
——《天问》屈原

　　从神话传说里面的嫦娥奔月，到万物飞天，再到现在已经在实施的火星探索计划……几千年以来，人类从来没有放弃过对宇宙的探索。

　　今天，我们正处于一个充满不确定性的世界，太空探索、航天科技，在追寻人类两大终极命题的时候，也为所有人准备一个充满希望的未来。

　　也许，一切答案都藏在那片神秘莫测的星空里。