“今年，我們將要發(fā)射嫦娥五號(hào)，軟著陸在月球上，隨后取樣返回。”7月5日2019軟件定義衛(wèi)星高峰論壇上，中國科學(xué)院院士歐陽自遠(yuǎn)介紹了嫦娥五號(hào)任務(wù)的全過程和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。

　　12項(xiàng)核心技術(shù)，全部突破！

　　地球距離月球平均距離為38.44萬公里，要降落、取樣，還要回來，艱難程度遠(yuǎn)超“三藏取真經(jīng)”。

　　“會(huì)有一大堆的技術(shù)難題，目前全部突破了。”歐陽自遠(yuǎn)說，嫦娥五號(hào)一定能安全返回。他介紹，嫦娥五號(hào)目前實(shí)現(xiàn)突破的核心技術(shù)包括：運(yùn)載發(fā)射、地月轉(zhuǎn)移、近月制動(dòng)、環(huán)月飛行、月面下降、月面采樣、月面上升、交會(huì)對(duì)接、環(huán)月等待、月地轉(zhuǎn)移、軌道分離、再入回收12個(gè)部分。

　　歐陽自遠(yuǎn)指出，嫦娥五號(hào)將實(shí)現(xiàn)4個(gè)重大首次的突破，即首次在月球表面自動(dòng)采樣；首次從月面起飛；首次在38萬公里外的月球軌道上進(jìn)行無人交會(huì)對(duì)接；首次帶著月壤以接近第二宇宙速度返回地球。

　　去程：在哪起飛，在哪著陸

　　“整體載荷8.2噸，會(huì)采用新運(yùn)載火箭，在海南文昌發(fā)射中心發(fā)射。”歐陽自遠(yuǎn)說，8.2噸是比較重的載荷，擔(dān)任嫦娥火箭發(fā)射任務(wù)的長征五號(hào)火箭總長56.97米，起飛重量863噸，箭體直徑5米，將捆綁4個(gè)助推器。

　　據(jù)科技日?qǐng)?bào)記者了解，此次嫦娥五號(hào)的在月面著陸的地方是在月球正面。“我們選擇的著陸點(diǎn)距離美國‘阿波羅計(jì)劃’6次的著陸點(diǎn)有較遠(yuǎn)的距離，距離大概1000多公里之外，那里會(huì)有新的現(xiàn)象、會(huì)有新的發(fā)現(xiàn)。”歐陽自遠(yuǎn)說。

　　嫦娥3號(hào)開始的月面軟著陸的實(shí)施，為嫦娥五號(hào)的著陸積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。

　　軟著陸，實(shí)際上是人工智能的自主決策。“探測器非常聰明，它會(huì)一直晃來晃去的拍照，琢磨這個(gè)地點(diǎn)安全不安全，如果4個(gè)點(diǎn)不能在一致的水平面上，是會(huì)翻車的。”歐陽自遠(yuǎn)說，它一直在計(jì)算、挑剔，邊走邊找，最后作出判斷和決策。

　　為什么不拍個(gè)照片讓地球上的人確定落在哪呢？“人來不及幫它判斷。”歐陽自遠(yuǎn)解釋：一張照片，傳到地球需要1.3秒，收到后再花幾秒鐘種判斷“哦，這里不行，再找”，再的指令傳給它又要1.3秒。

　　科技日?qǐng)?bào)記者了解到：嫦娥3號(hào)的實(shí)踐證明，人工智能自主決策的方法能夠做到探測器的四條腿安全的落在一個(gè)水平面上，安全著落。嫦娥4號(hào)又根據(jù)月球背面山多的特點(diǎn)做了調(diào)整，但都完成了視頻獲取月面數(shù)據(jù)，進(jìn)行自主決策，選擇落月點(diǎn)的任務(wù)。

　　工作：鉆取月壤，無污染封裝

　　“到了月球以后，探測器會(huì)用電鏟鏟取土壤，另外自動(dòng)打鉆取巖芯。”歐陽自遠(yuǎn)說，全部的樣品會(huì)放在最頂上的返回艙里，進(jìn)行無污嚴(yán)密封裝。

　　嫦娥五號(hào)的采樣方式是復(fù)合式的，搭載了深孔鉆取式采樣器和鏟挖式復(fù)合功能采樣器聯(lián)合完成采樣。

　　這一鉆探過程在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了反復(fù)的試驗(yàn)。人們對(duì)月表之下情況不得而知，很可能遇到堅(jiān)硬的巨石，也可能是松軟的土壤，或者其他不同含量礦物質(zhì)，機(jī)器零部件的運(yùn)動(dòng)磨損和熱脹冷縮情況都不同，地面實(shí)驗(yàn)室想象了各種不同的工況，通過模擬月壤情況對(duì)嫦娥五號(hào)的采樣器進(jìn)行驗(yàn)證，檢測鉆井過程遇到阻力時(shí)的狀況，將可靠性提升到最高。

　　返程：AI控制，專船接回

　　“采樣結(jié)束后，它還回不到地球。”歐陽自遠(yuǎn)說，它不可能在來到月球時(shí)就攜帶足夠返回的燃料。

　　上升器將在月球表面進(jìn)行首次月面起飛，但只能進(jìn)行短距離的飛行。“只有一個(gè)辦法，進(jìn)入月球后，會(huì)有一條‘飛船’在月球空間等候跟它交會(huì)對(duì)接，并轉(zhuǎn)移月壤。”歐陽自遠(yuǎn)說，它們的對(duì)接，將是“針尖”對(duì)“針尖”的對(duì)接，地球上根本無法提供數(shù)據(jù)和測控支持，看都看不見。

　　交會(huì)對(duì)接的過程需要依靠嫦娥五號(hào)自己來完成。嫦娥五號(hào)會(huì)有一個(gè)“大腦”和一雙“眼睛”。測量敏感期像“眼睛”一樣提供精確的信息，嫦娥五號(hào)的智能大腦將完成自主控制。

　　對(duì)接后的返回艙回到地球，會(huì)遇到大氣層的高速摩擦。“速度太高了，一定會(huì)燒掉，要想想辦法。”歐陽自遠(yuǎn)說，這個(gè)辦法和“打水漂”的原理相似，即讓返回艙在大氣層上層彈跳出去再回來，速度的下降后在進(jìn)行大氣層的穿行。據(jù)科技日?qǐng)?bào)了解，相關(guān)的返回技術(shù)已經(jīng)得到驗(yàn)證。我國在2014年發(fā)射的嫦娥五號(hào)探月試驗(yàn)飛行器，成功驗(yàn)證了跳躍式彈道技術(shù)。

　　“通過環(huán)月衛(wèi)星探測、月面軟著陸探測與月球車勘察、月面軟著陸探測與采樣返回的實(shí)施，為我國載人登月和月球基地建設(shè)積累經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)。”歐陽自遠(yuǎn)總結(jié)道，在此基礎(chǔ)上，人類將開啟重返月球的新征程，并孕育出月球科學(xué)的新突破，最終形成人類開發(fā)利用月球的能力。

　　來源：科技日?qǐng)?bào) 圖片來自中國科學(xué)院院士歐陽自遠(yuǎn)現(xiàn)場報(bào)告內(nèi)容及會(huì)務(wù)組提供

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