11月24日4時30分，海南文昌發(fā)射場，長征五號遙五火箭托舉“嫦娥五號”月球探測器呼嘯升空。隨后，“嫦娥五號”成功入軌，發(fā)射取得圓滿成功。

歷經(jīng)十年，大火箭“胖五”終于和“嫦娥”攜手奔月。而此前，探月工程的發(fā)射任務(wù)均由長征三號甲系列火箭完成。此次發(fā)射有哪些看點?記者邀請“胖五”的“娘家人”中國航天科技集團(tuán)有限公司第一研究院的設(shè)計師，進(jìn)行了詳細(xì)解讀。

看點一：15選1，最優(yōu)軌道奔月

“嫦娥五號”與“大火箭”分離后，還要飛行數(shù)天才能夠到達(dá)月球。奔月之旅，路途遙遠(yuǎn)，“大火箭”為了讓“嫦娥”姑娘省點兒力氣，可以說貼心至極。

常規(guī)任務(wù)，一枚火箭有一條軌道就行了。探月工程三期對火箭發(fā)射概率和發(fā)射窗口提出了更高的要求，為克服臺風(fēng)過境影響、提升故障適應(yīng)性，設(shè)計團(tuán)隊精心優(yōu)化設(shè)計了連續(xù)三天、每天連續(xù)50分鐘的主份和備份多彈道奔月發(fā)射方案。

長征五號火箭總體副主任計師劉秉介紹，與近地軌道任務(wù)相比，探月任務(wù)的軌道設(shè)計更加復(fù)雜。由于地月距離較遠(yuǎn)，探測器用于中途修正所需的推進(jìn)劑有限，而地球和月球的相對位置在不斷發(fā)生變化，還要考慮火箭與探測器分離后的光照因素，這對軌道設(shè)計提出了非常高的要求。

為了讓“嫦娥五號”更節(jié)省推進(jìn)劑，在研制階段，火箭開展了精細(xì)化的“窄窗口多軌道”關(guān)鍵技術(shù)驗證攻關(guān)，可以在連續(xù)3天內(nèi)，每天有50分鐘的窗口，每10分鐘一條軌道，共規(guī)劃15條軌道，每條軌道均可以將探測器準(zhǔn)確送入軌道。這樣的話，“嫦娥五號”踏上奔月旅程后，可以減少軌道偏差的修正次數(shù)，既能節(jié)省燃料，也能更快地到達(dá)月球。

這項技術(shù)，在我國首次火星探測任務(wù)，也就是幾個月前，長征五號火箭發(fā)射“天問一號”時，已經(jīng)得到成功驗證。因此，長征五號火箭托舉“嫦娥五號”奔月，雖然要求比較高，但“大火箭”卻照樣應(yīng)對自如。

看點二：為了奔月，“大火箭”挑戰(zhàn)高難度動作

長征五號火箭點火升空后，要飛行2000多秒才能夠到達(dá)地月轉(zhuǎn)移軌道。為了把“嫦娥五號”精準(zhǔn)送達(dá)目的地，它要在太空完成一個高難度動作——長時間滑行。

滑行，是指火箭主發(fā)動機(jī)關(guān)機(jī)后，火箭靠慣性向前飛行。聽上去絲毫不費力氣，但實際上，長時間滑行對一枚火箭特別是一枚零下200多度的“冰箭”來說，可是個不小的考驗。

劉秉說，“從長征五號火箭二級發(fā)動機(jī)一次關(guān)機(jī)到再次點火，中間要間隔最長約935秒。在這一開一關(guān)之間，‘大火箭’需要完成箭體姿態(tài)調(diào)整、真空狀態(tài)下推進(jìn)劑沉底、低溫發(fā)動機(jī)二次啟動前預(yù)冷等工作，動作非常多。另外，滑行時間越長，火箭在空間輻射影響下的環(huán)境變化更加復(fù)雜，低溫推進(jìn)劑溫度和貯箱承受的壓力也在不斷的變化，設(shè)計人員在研制階段對大火箭長時間滑行適應(yīng)性開展了深入細(xì)致的研究工作。”

為了確保“嫦娥五號”發(fā)射萬無一失，研制人員從立項之初就將長時間滑行作為一大關(guān)鍵技術(shù)加以攻克，并在長征五號火箭首飛以及后來的多次飛行中得到了成功驗證。

看點三：“座椅”更舒適、更安全

到達(dá)月球后，“嫦娥五號”要降落到月球，在月面采樣后返回地球，因此“嫦娥五號”既包含軌道器、著陸器，也包含上升器、返回器，結(jié)構(gòu)更復(fù)雜、塊頭更大、重量更重。

為了讓“嫦娥五號”坐得更安全、更舒適，研制人員開展了大量的器箭聯(lián)合試驗和分析，對它們所處的電磁環(huán)境、力學(xué)環(huán)境、機(jī)械接口進(jìn)行了多輪綜合優(yōu)化。

劉秉介紹，“既要讓火箭與探測器的固有頻率錯開，彼此之間更‘默契’，不產(chǎn)生共振，同時還要讓‘嫦娥五號’坐得舒舒服服、穩(wěn)穩(wěn)當(dāng)當(dāng)。”

在長征五號火箭上，“嫦娥五號”的“座椅”是定制的。“原來，衛(wèi)星與火箭之間通常用包帶相連，就像一個腰帶一樣。但‘嫦娥五號’塊頭太大，以往的包帶連接方式最大只能滿足2.8米直徑的連接要求，而‘嫦娥五號’探測器與火箭的接口直徑達(dá)到了3.1米，傳統(tǒng)的包帶連接已無法滿足‘嫦娥五號’任務(wù)的需求。所以，長征五號火箭采用了一種低沖擊分離裝置。它既要在飛行過程中連接可靠、安全，讓‘嫦娥五號’坐得穩(wěn)當(dāng)，又能在器箭分離時降低沖擊，讓器箭安全舒適地分離。”劉秉說。

此外，長征五號火箭整流罩上還專門為探測器設(shè)置了15個操作口和透波口，以便于探測器進(jìn)行操作和傳輸數(shù)據(jù)。此次任務(wù)火箭整流罩的開口數(shù)量和總面積超過了以往發(fā)射任務(wù)，對整流罩的設(shè)計及發(fā)射場聯(lián)合操作提出了更要的要求。

對于我國探月工程來說，這次任務(wù)是探月工程“繞、落、回”三步走的收官之戰(zhàn)。對于長征五號系列火箭來說，這也是今年的收官之戰(zhàn)。

從去年年底開始，長征五號系列火箭進(jìn)入了高密度發(fā)射階段，預(yù)計到明年初，長征五號B火箭還將發(fā)射空間站核心艙。一年內(nèi)4次成功，15個月間5發(fā)任務(wù)，進(jìn)入密集發(fā)射階段，“大火箭”迎來了新跨越。

關(guān)鍵詞： 大火箭 嫦娥五號