这一吻，漂亮！ 我国首次实现月球轨道交会对接
12月6日5时42分，探月工程嫦娥五号上升器成功与轨道器返回器组合体交会对接，并于6时12分将月球样品容器安全转移至返回器中。这是我国航天器首次实现月球轨道交会对接，被称为“月宫之吻”。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，准备择机返回地球。
□揭秘38万公里之外，“月宫之吻”如何实现？
这次“月宫之吻”是通过远程导引和近程自主控制实现的。其间，嫦娥五号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，进而完成交会对接。那么，什么是“抱爪方式”？此次交会对接又有哪些看点？
设计理念世界首创
“抱爪机构具有重量轻、捕获可靠、结构简单、对接精度高等优点。因此，我们在嫦娥五号上采用了抱爪式对接机构，通过增加连杆棘爪式转移机构，实现了对接与自动转移功能的一体化，这些设计理念都是世界首创。”中国航天科技集团八院嫦娥五号探测器副总指挥张玉花说。
“所谓的抱爪，形象地说，就像我们手握棍子的动作，两个方向一用力，就可以把棍子牢牢地握在手中。”中国航天科技集团八院嫦娥五号轨道器技术副总负责人胡震宇介绍，探测器采用的对接机构就是由3套K形抱爪构成的，当上升器靠近时，只要对准连接面上的3根连杆，将抱爪收紧，就可以实现两器的紧密连接。
捕获、收拢、转移，看似简单的过程，但在38万公里之外高速运行的飞行器上实现却没有那么简单。“月球轨道相对于地球轨道有时延，时间走廊较小，这就对时效性要求非常高，必须一气呵成完成对接与转移任务。”中国航天科技集团八院对接机构与样品转移分系统技术负责人刘仲解释：“对接全步骤要在21秒内完成，1秒捕获、10秒校正、10秒锁紧。为此我们做了35项故障预案，从启动开始到交会对接，全部采用自动控制。”
“对接助手”可靠给力
此次，由中国航天科工集团二院25所研制的嫦娥五号交会对接微波雷达，作为中远距离测量的“助手”，成功引导完成了嫦娥五号的交会对接任务。
微波雷达是一组成对产品，由雷达主机和应答机组成，分别安装在嫦娥五号的轨道器和上升器上。当轨道器、上升器相距约100公里时，微波雷达开始工作，不断为导航控制分系统提供两航天器之间的相对运动参数，并进行双向通信，两航天器根据雷达信号调整飞行姿态，直至轨道器上的对接机构捕获、锁定上升器。随后，上升器中的月壤样品转移至返回器中。
交会对接微波雷达总工程师孙武介绍，此前的任务中，我国航天器在近地轨道进行过多次交会对接，都应用了该微波雷达，优异的表现证明，我国已经成功掌握交会对接技术。但不同的是，这次交会对接是在38万公里之外的月球轨道，难度更大。“与近地轨道相比，月球轨道环境更复杂，要克服月球引力影响，所以自动交会对接对微波雷达提出的要求极为苛刻。为此，研制团队攻克了一系列关键技术。”孙武说。
嫦娥五号的轨道器和上升器交会对接，是体量相差巨大的“大追小”复杂受力过程，需要微波雷达的测角精度更高。微波雷达项目主任设计师贺中琴介绍，微波雷达主要作用在100公里到20米的中远程范围，精度的提高大幅提升了精准对接的胜算。
此外，装有对接用应答机的上升器在落月时难免形成扬尘，这些肉眼不可见的干扰将会严重影响测角精度。为确保安全度过月球之旅，设计师们在应答机上安装了特殊材料制成的防尘罩，“就像戴上了护目镜，嫦娥的‘千里眼’就不会变成近视眼。”25所设计师纪博说。
□追问“快递小哥”已揽件，何时能送货到家？
月球样品容器转移至返回器，意味着嫦娥五号采集的2千克“土特产”已经到达回到地球前的最后一站。返回器就像太空中的“快递小哥”，已经在月球轨道等待6天。那么，成功揽件的返回器还需多久才能回到地球？
嫦娥五号任务被称为我国迄今最复杂的航天任务之一，一共要经历11个阶段：发射入轨、地月转移、近月制动、环月飞行、着陆下降、月面工作、月面上升、交会对接与样品转移、环月等待、月地转移、再入回收。目前，这11步已经完成8步。
12月6日，转移完样品的上升器已与轨道返回组合体分离，完成使命并留在月球轨道上。在环月等待阶段，轨道器和返回器组合体将进入月地入射点，等待月地入射窗口的到来，做好返回地球的准备。
月地转移阶段也是距离最远的一段旅程，要从38万公里外的月球返回地球附近。轨道返回组合体将带着采样产品从月球归来，经历多次中途修正，在距离地球5000公里高度处，轨道器和返回器分离，返回器独自完成最后一段路程。
最后的再入回收阶段十分关键。虽然我国神舟飞船返回舱已经多次成功返回，但此次返回有所不同，难度在于速度过高。返回器从38万公里外长途奔袭归来，速度达到第二宇宙速度，如果没有及时减速，有可能撞毁。
因此，科研人员为它设计了一个“打水漂”的返回方式。返回器首先以第二宇宙速度冲向地球，在进入地球大气后，很快又跳出来，然后再次进入大气层。这一出一进之间，可顺利实现减速，像神舟飞船返回舱一样，以第一宇宙速度降落，打开降落伞，平稳安全地落在内蒙古四子王旗着陆场预定地点。
12月1日23时11分，嫦娥五号着陆器与上升器着陆；2日22时，完成采样和封装；3日23时10分，上升器点火起飞；6日5时42分，上升器与轨道器和返回器组合体交会对接；6时12分，月球样品容器转移至返回器；12时35分，返回器组合体与上升器成功分离，进入环月等待阶段，准备择机返回地球。
不到5天的时间里，嫦娥五号已经完成了此次任务中最关键的任务，效率惊人。根据官方消息，嫦娥五号着陆的区域条件较好，采样工作因此比预计的顺利很多，自动采样任务仅用了19个小时，已经比预期时间提前了。
根据中国航天科技集团消息，嫦娥五号任务总共历时23天，从11月24日凌晨发射到12月6日已经过去12天，到今天时间已经过半。
本版稿件综合新华社、新京报报道
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