嫦娥五号创造中国航天史上多个首次上升器月面点火起飞系我国航天器首次在地外天体起飞；在月球展开首面织物版五星红旗
12月1日23时11分，嫦娥五号探测器着陆月球表面；12月3日23时10分，完成月表工作的嫦娥五号上升器点火起飞。钻取完成、采样结束、点火起飞……一系列操作在这48小时里按计划顺利进行，每一步都是中国航天领域的首次尝试。
虽然在地球上经过成千上万次试验，但由于月表复杂、极端的环境，以及导航的“鞭长莫及”，很多关键动作只能依靠探测器自主决策，每一步都蕴含着风险。
●月面采样
采用两种“挖土”模式“人工智能”助力
嫦娥五号月面工作为期2天，实际采集样本时间为19小时。在整个嫦娥五号任务中，最核心关键的操作就是自动采样和封装，需要考虑探测器的测控、光照条件、电源、热控等各种约束。
航天科技集团五院设计师为嫦娥五号设计了两种“挖土”模式：钻取和表取。钻取是利用钻头钻进月表2米深处，采集深层样品；表取是在降落点附近月球表面多点采样，采集月表样品。据钻取系统研制单位航天科技集团五院529厂介绍，采样的钻头具备对8级硬度岩石的钻进能力，针对不同颗粒度月壤，会采取切、削、拨、挤、排等不同操作。此外，钻取系统有“人工智能”的帮助。在经过上千次试验后，形成不同工况的钻取参数数据库。数据库支撑月表工作决策，钻头在月表遇到不同工况，钻取系统可以在“回转”“冲击”和“回转+冲击”三种模式中自由切换，适应复杂的情形。
嫦娥五号带回的样品重量被设定为2千克，这是依据探测器运载能力等因素综合考虑的。中国科学院国家天文台研究员郑永春表示，从科研需求角度来看，2千克样品已足够支撑科学研究。随着科技的进步，科学家希望得到的是在月球多个区域的取样。此次嫦娥五号采样的地点，正是此前人类探测器从未到过的区域，有望为月球火山、地质活动演化带来新的研究成果。
●月面起飞
没有“地勤”支持着陆器做“发射塔架”
12月3日23时10分，完成月表工作的嫦娥五号上升器点火起飞，这是我国航天器首次在地外天体起飞。
这与在地面发射火箭不同，地面有完善的发射场系统和保障团队，起飞位置和姿态可以精准测算，保障措施齐全。但月面起飞没有“地勤”支持，一切都靠自己，还必须一次成功。
起飞时，着陆器就是上升器的“发射塔架”。上升器在起飞前数小时进入准备程序。地球上的科研人员根据上升器姿态和位置等数据，计算上升器起飞时间、姿态轨道调整参数等数据，远程注入上升器的控制系统，设定预定起飞时刻。
预定起飞时刻来临，主发动机自行点火。在起飞最初一小段距离，上升器不进行姿态调整，之后会迅速调平，竖直上升。到达一定高度后，按照既定程序拐弯，以一定角度转入轨道入射段。整个过程约6分钟，飞行约250公里，上升器顺利进入了交会对接初始轨道。
上升器进入交会对接初始轨道后，还要进行多圈飞行，完成4次远程导引，来到轨道器和返回器组合体斜上方位置，准备交会对接。对接成功后，上升器将采集的样品转移到返回器里，然后分离，完成使命，留在环月轨道上。
●月面展旗
1秒内完成系列动作国旗选材超过1年
完成了样品采样和封装，在起飞回家之前，嫦娥五号还做了一件事：展开五星红旗。
这面国旗很轻，重量只有12克，被收纳在“旗杆”里，固定在基座上，一直处于密封状态。展旗的时候，经过解锁、支架展开、支架固定等步骤，以卷轴形式打开，一系列动作在1秒钟内完成。
此次展旗也创造了中国航天的一个首次。嫦娥三号、四号在月球展示的国旗，都是喷涂在探测器上，不需要特别操作。而嫦娥五号的国旗是独立的机构，有展开的动作，也是唯一一面织物国旗。
据嫦娥五号月面国旗展示系统研制方航天三江九部介绍，因月面的极端环境，温差在正负150摄氏度间，单一纤维和纺织工艺无法满足要求。普通国旗放在月球上，会迅速褪色、串色，甚至分解。选材花费了超过1年的时间，研制人员对数十种纤维材料做了大量物理实验，最终选出一种新型复合材料，能够在月球实现不褪色、不串色、不变形。
为了控制重量，研制团队还对结构优化设计，尽量将结构件做薄、做小。比如旗杆顶端用来固定的球做成空心，重量小到极致。加工人员从玩具扭蛋中得来灵感，制作两个半球，用螺纹组合为完整球体。这项工艺相当于在头发丝上做微雕，还获得了发明专利。
新京报记者倪伟
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