12月1日23時11分,嫦娥五號探測器成功著陸在月球正面西經51.8度、北緯43.1度附近的預選著陸區,並傳回著陸影像圖。
12月1日22时57分,嫦娥五号着陆器和上升器组合体从距离月面约15公里处开始实施动力下降,7500牛变推力发动机开机,逐步将探测器相对月球速度从 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,平稳着陆于月球正面风暴洋的吕姆克山脉以北地区。
“嫦娥五號”之所以選擇在月球上最大的月海——風暴洋北部的呂姆克山脈附近降落並實施采樣,是因爲科學家認爲,這一區域比起之前美國和前蘇聯落月采樣的區域,從地質上來說,可能存在比較年輕的玄武岩,如果能獲得這裏新的樣本,將有助于推進對月球火山活動和演化曆史的認識。
根據任務計劃,“嫦娥五號”計劃在月球獲取2公斤左右的樣品並帶回地球。那麽這2公斤的重量是如何確定的呢?
嫦娥五号首次月球采样 拟获2公斤样品 >>
我國通過嫦娥一號到嫦娥四號多次任務的技術積累,希望在嫦娥五號月球采樣任務中能夠達到公斤級的目標。而爲了保證任務的成功,並結合火箭運載能力,采樣2公斤是一個較爲合理的結果。
国家航天局探月与航天工程中心副主任 探月工程三期副总设计师 裴照宇:我们以两公斤作为输入去设计探测器,这个探测器就达到了8.2吨。如果我们要增加样品的量,整个探测器很多指标都会增长,就会超过火箭的运载能力。
爲了提高采樣的可靠性,增加樣品的多樣性,嫦娥五號任務將通過鑽取和表取兩種方式采集樣品。
国家航天局探月与航天工程中心副主任 探月工程三期副总设计师 裴照宇:比如说钻取,初步考虑是0.5公斤,表取是1.5公斤,这是我们的设计安排。
裴照宇表示,嫦娥五號任務的主要目標是完成月球采樣並返回。當著陸器成功著陸月球表面後,要在有限時間裏完成地形勘察、鑽取和表取等多項工作。盡管設定了2公斤的采樣量,但這並不能作爲最終衡量任務成敗的標准。
国家航天局探月与航天工程中心副主任 探月工程三期副总设计师 裴照宇:我们的目标是采样返回,要采到样品返回地球,这是我们的考核指标。这两公斤是一个设计值,我们并不能把这两公斤或多或少作为评判任务成功的一个硬指标。
两种方式 共同完成取样任务 >>
2公斤的樣品又該在著陸後用什麽方式采集呢?探月工程三期副總設計師裴照宇在介紹他們設計安排的數據時提到了兩個采集名詞,他說:“鑽取”初步考慮0.5公斤,“表取”1.5公斤,用這兩種方式共同來完成采樣任務。而這種設計是研制團隊爲了提高這一次采樣的可靠性、以及樣品的豐富性而設計的。那麽什麽是鑽取和表取?
·表取:在月球的表面無人自主采集樣品
首先來介紹一下表取,顧名思義,就是在月球的表面采集樣品。但與其他國家的月球樣品采集方式不同的是,我國的嫦娥五號任務將以無人自主的方式進行樣品采集。
航天科技集团五院 嫦娥五号探测器主任设计师 姜水清:从全球来讲,它表取也是全球首次月面无人自主采样一个任务。为了实现这个任务,我们实际上是设计了三个产品,有个四自由度采样机械臂,然后末端又带了两种采样器,一种是可以实现铲挖,一种是可以实现浅钻,来实现不同类型月壤的一个采集。
按照規劃,采樣機械臂將在著陸點周邊區域進行多次采樣工作。
航天科技集团五院 嫦娥五号探测器主任设计师 姜水清:它在整个着陆器的可达范围内,它都可以采样。假设咱们的着陆点不是那么理想,如果是有一个大石头,我采不动,我可以给它稍微换一个地方,稍微软一点,我肯定就能保证能采到一定的样品。
·钻取获得月面以下的样品 与表取互为备份
據了解,在表取工作之前,會先進行鑽取,來獲得月面以下的樣品。兩種方式互爲備份,不僅可以提高采樣的成功率和可靠性,同時也能夠獲得更爲豐富的樣品種類,爲後續科學家研究提供更多可靠的原始資料。
航天科技集团五院 嫦娥五号探测器主任设计师 王国欣:我又有钻取又有表取,哪样都能拿回来,就能够互相来互补一下,我们目前具备的能力是作用到月面以下两米,然后获得这个月壤的样品,它的特点是能够钻进去,然后月壤在里边它有一个层区分布,这个是不破坏它的层区分布的。
嫦娥五號探測器已經成功著陸在月球正面的預選著陸區。回顧“嫦五”落月的精彩瞬間。
栾恩杰:月面样品采集完后还要“装香肠” >>
用兩種采樣方式互相備份,來確保嫦娥五號能夠采集到科學家所需要的月球表面樣品。但僅僅采集到還不夠,就像我們長途快遞物品一樣,物品在交寄給快遞員之前,需要您先把它包裹好包裝好,以免途中破損遺漏。而“嫦娥五號”也有一個類似的過程,而且完全是由它獨立完成的,難度可想而知。探月工程首任總指揮栾恩傑在接受記者采訪時就表示,當嫦娥五號著陸器安全降落、開始樣品采集之後,對中國航天來說又有一次全新的嘗試,他的比喻是“裝香腸”。
中国工程院院士 国家航天局原局长 探月工程首任总指挥 栾恩杰:着陆以后我就开始取样了,我们一有个手去铲,在外星球用机器手,我们中国头一次做,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,它要把钻取的芯、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,要把它紧密地包裹好,封装好。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。