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中华人民共和国国家航天局探测器嫦娥五号在内蒙古自治区着陆,完成月球岩石采样返回的任务。

2004年1月,正式批准月球探测工程经立项,工程被命名为“”,分为“绕、落、回”三个阶段。第三期工程实施时间为2011年至2020年,目标是月面巡视勘察与采样返回嫦娥五号是探月三期工程的一部分,任务核心是要完成无人月球表面采样返回。2011年1月,国务院正式批复嫦娥五号立项,探测器启动研制工作

2012年12月,嫦娥五号探测器系统方案完成阶段研制总结评审,转入初样研制阶段。2013年,探月工程副总设计师表示嫦娥五号探测器计划于2018年发射

2014年10月,中国成功,为探月三期工程验证了相关技术,获取了有效的试验数据。2015年7月嫦娥五号探测器全面进入正样研制阶段

2017年6月7日,在全球航天探索大会上首次公布了探月三期工程的总体方案,并计划当年11月采用发射送入,同年4月用于发射嫦娥五号探测器的长征五号遥三火箭在天津大火箭基地进行总装。同年7月2日,长征五号遥二运载火箭发射实践十八号卫星失利,当年底嫦娥五号任务被迫推迟,嫦娥五号进入存储状态并计划采用长征五号遥五火箭于2019年发射

2019年12月27日,长征五号遥三运载火箭发射实践二十号卫星成功,长征五号成功复飞,困扰这款火箭的发动机问题基本获得解决。2020年3月,承担嫦娥五号任务的长征五号遥五火箭在天津大火箭基地进行总装。

2020年7月,嫦娥五号探测器空运抵达发射场,此后开展了将近5个月的发射场工作。2020年9月下旬,长征五号遥五运载火箭由运输船队安全运抵海南文昌清澜港,并通过公路运输方式分段运送至中国文昌航天发射场。此后,火箭按照测试发射流程,陆续完成了总装、测试等各项准备工作。11月17日上午,活动发射平台驶出发射场垂直测试厂完成垂直转运

嫦娥五号从发射入轨到返回器再入回收,共经历11个飞行阶段:发射入轨阶段、地月转移阶段、近月制动阶段、环月飞行阶段、、月面工作阶段、、、环月等待阶段、

2020年11月23日18时30分许,开始加注液氧液氢低温推进剂。24日凌晨4时30分,在中国文昌航天发射场,用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器,火箭飞行约2200秒后,顺利将探测器送入预定轨道

2020年11月24日22时06分,嫦娥五号探测器3000牛发动机工作约2秒钟,在距离地球约16万公里的位置完成第一次轨道修正

2020年11月25日22时06分,嫦娥五号探测器两台150N发动机工作约6秒钟,在距离地球约27万公里的位置完成第二次轨道修正

2020年11月28日20时58分,嫦娥五号探测器在月面400公里处使用3000牛发动机点火约17分钟后,正常制动,进入环月轨道。

2020年11月29日20时23分,嫦娥五号探测器再次实施制动,从椭圆环月轨道进入近圆形环月轨道飞行。

2020年11月30日04时40分14.822秒,嫦娥五号探测器着陆器和上升器组合体与轨道器和返回器组合体顺利分离。

发射经过一览表
节点 目标时间(自发射) 实际时间(自发射)
助推器分离 177.6s 179.0s
抛整流罩 303.6s 303.6s
一二级分离 483.4s 486.2s
二级一次关机 738.4s 738.7s
二级二次点火 1675.9s 1676.2s
二级二次关机 2095.5s 2091.0s
末速修正关机 2112.5s 2114.0s
器箭分离 2182.8s 2184.0s

2020年12月1日22时57分,嫦娥五号探测器着陆器和上升器组合体从距离月面15公里处开始实施动力下降,7500牛变推力发动机开机,调整对月速度、姿态调整,以接近月表

23时11分,嫦娥五号探测器成功着陆在月球正面西经51.837度、北纬43.099度附近的预选着陆区,并传回着陆影像图。

2020年12月1日23时11分,嫦娥五号探测器成功着陆在位于月球正面的以北地区(月球正面西经51.837度、北纬43.099度)附近的预选着陆区。随后着陆器在地面控制下,进行了太阳翼和定向天线展开等状态检查与设置工作。此后正式开始持续约2天的月面工作,采集月球样品。

12月2日4时53分,探月工程嫦娥五号着陆器和上升器组合体進行了月球钻取采样及封装

12月2日22时,嫦娥五号探测器经过约19小时月面自動工作,完成月球表面采样,并将样品封装保存在上升器携带的贮存装置中

月面起飞上升

月面起飞系统由上升器、着陆器和月面构成

在完成月面采样和封装工作后,嫦娥五号上升器于2020年12月3日23时10分21秒月面点火脱离着陆器起飞上升离开月面,其3000N发动机工作约6分钟并经历垂直上升、姿态调整和轨道射入三个阶段后进入。这是中国首次实现地外天体起飞,上升器点火起飞前,着上组合体实现月面展开以及上升器、着陆器的解锁分离。

交会对接与样品转移

12月6日5时42分,嫦娥五号上升器成功与轨道器和返回器组合体交会对接,并于6时12分将样品容器安全转移至返回器中。交会对接是通过远程导引和近程自主控制,轨道器返回器组合体逐步靠近上升器,以抱爪的方式捕获上升器。这是中国航天器首次实现月球轨道交会对接。

12月6日12时35分,嫦娥五号轨道器返回器组合体与上升器成功分离,进入环月等待阶段

12月8日6时59分,嫦娥五号上升器按照地面指令受控离轨,7时30分左右降落在月面经度0度、南纬30度附近的落点

前期技术验证

2014年10月24日2时,嫦娥五号T1飞行试验器在由发射升空,三日后绕月并返回地球,并于次月1日在成功着陆。这表明中国已掌握航天器以接近的高速再入返回技术,为嫦娥五号任务实施进行了前期技术验证。

2020年12月12日9时54分,嫦娥五号轨道器和返回器组合体在约6天的环月等待后,实施了第一次月地转移入射,从近圆形轨道变为近月点高度约200公里的椭圆轨道

2020年12月13日9时51分,嫦娥五号轨道器和返回器组合体在距月面230公里处实施第二次月地转移入射,四台150牛发动机点火,约22分钟后发动机正常关机,轨道器和返回器组合体进入月地转移轨道,返程需時3天左右。

2020年12月14日11时13分,嫦娥五号轨道器和返回器组合体上两台25N发动机工作约28秒钟,完成第一次月地转移轨道修正

2020年12月16日9时15分,嫦娥五号轨道器和返回器组合体上两台25N发动机工作约8秒钟,完成第二次月地转移轨道修正

2020年12月17日1时许,通过地面测控站向嫦娥五号轨道器和返回器组合体注入导航参数,此后于1时12分轨道器与返回器在距海平面高约5000公里处解锁分离,轨道器完成规避机动

2020年12月17日1时33分,嫦娥五号返回器在距地面高度约120公里处,以接近高速进入地球,实施初次气动减速。下降至预定高度后,返回器向上跃出大气层,到达最高点后开始滑行下降。之后,返回器再次进入大气层,实施二次气动减速。在降至距地面约10公里高度时,返回器打开降落伞完成最后减速并保持姿态稳定,随后在预定区域平稳着陆

2020年12月17日1时59分,嫦娥五号返回器在预定区域成功着陆,任务完成。2时21分许,空中搜索回收分队发现嫦娥五号返回器,并通过直升机红外吊舱传回返回器着陆画面。2时30分许,地面搜索分队抵达嫦娥五号返回器着陆点

2020年12月17日8时15分,嫦娥五号返回器通过吊运至,吊装前为防止返回舱剩余燃料冻结对其采取了保温措施。15时50分,嫦娥五号返回器由自朱日和机场起飞转运并预计于17时30分抵达,转运前于机场厂房排空返回器燃料。

由于入轨精度高,嫦娥五号轨道器省下了200多公斤燃料,轨道器计划使用余下燃料进行一次月球前往日地

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