12月17日凌晨，嫦娥五號探測器的返回器攜帶月壤返回地球，按照預定方案順利降落在內蒙古四子王旗著陸場。

這是人類時隔44年，再度攜帶月壤回到地球，而且中國一次性攜帶了2千克月壤回到地球，大幅度超越了蘇聯3次探月帶回來的300多克月壤，成為全球第二。

除此之外，這也標誌著我國探月工程“繞、落、回”三步走戰略的收官之戰取得圓滿成功，中國探月六戰六捷。

嫦娥五號難度究竟有多大？

從11月24日起，嫦娥五號探測器經歷了發射入軌、地月轉移、近月制動、環月飛行、著陸下降、月面工作、月面上升、交會對接與樣品轉移、環月等待、月地轉移、再入回收11個階段，歷時23天。

可以說每一階段對於“嫦娥五號”來說都是新的挑戰，其中任何一環出了問題，都將對任務造成毀滅性的影響。

很多人說，載人登月一定比無人登月難度技術會更好，其實這不一定的，中國嫦娥五號與阿波羅時代相比，運用了眾多的新技術。

嫦娥五號在登陸地球的時候採用了自動導航技術，著陸器具備自主障礙識別與規避能力，在嫦娥三號時期自主避障精度已經優於1.5 m，透過自動導航技術，在整個登月下降階段沒有一絲一毫的人為干預，並且可以在複雜的月面地形著陸。

美國從2008年起就想要掌握這項技術，但是一直沒有，擁有這項技術，也就意味著可以在未來實現機器人登陸月球，進行月表開發與勘探工作。在未來，對月球的開發與勘探工作，肯定主要是以機器人為主的，因為它們不需要生命系統來保障生存空間。

嫦娥五號實現了無人自動化開採以及無人密封封裝，取樣、封裝全程無人裝置進行操作。

中國嫦娥五號進行的表取也是全球首次月面無人自主取樣，這也要求著陸器上的機械臂和鑽頭必須協同配合，每一個步驟都要精到毫釐。

機械臂各個關節的力量來自於安裝在關節處的的電機，電機不僅要要耐受太陽直射下超過130℃的環境溫度，以及比地球環境大的多的輻射，還要在真空環境下承擔難以散熱帶來的效能衰減，對科研人員提高了很高的技術要求，既要微型化，又要精密化，又要具備高可靠性。

登月艙在返回月球軌道之後，還進行了人類首次月球軌道無人交會對接，同時在對接過程中，還要具備樣品容器捕獲、自動轉移功能。

在月球軌道附近，地面測控支援能力受限，除了提供精密定軌資料之外，其他需要更多地讓探測器自主實現。

月球的引力只有地球六分之一，而且兩個航天器的相對位置要控制在誤差不能超過5釐米這樣的一個精度。

我們設計的抱爪式對接機構，實現了對接與自動轉移功能的一體化，是世界首創。這套對接結構還可以用於未來衛星捕獲上。

然後是返回月球，因為返回時速度已經接近第二宇宙速度，對探測器防熱能力提出了很高的要求，在阿波羅時期，探測器的設計5.9t總重的阿波羅飛船返回艙裡足足1.36t（3000lbs）是隔熱層。這嚴重擠壓了宇航員的生存活動空間。

而中國則採用了半彈道跳躍式再入返回技術。返回器先是高速進入大氣層，再借助大氣層提供的升力躍出大氣層，然後再以第一宇宙速度扎入大氣層，返回地面，這也就降低了返回速度，降低了探測器的隔熱要求，從而擁有了更大的載荷空間。

這對於中國來說，挑戰難度非常大，高速再入會導致複雜流動效應影響增大，各種複雜流動效應將對返回器氣動力、熱特性產生巨大影響。中國氣動團隊攜手多個國內專業氣動單位，開展了30餘項研究工作，計算/試驗狀態超過20000個，逐步確定了返回器氣動外形、配平質心盒、氣動標稱資料庫及其偏差範圍，為相關分系統設計、模擬和試驗提供了可靠的資料輸入。

最後就是防熱，中國提出了三維傳熱燒蝕分析方法，設計了薄厚不一的“金衣銀飾”，透過尋找最冷最熱點，最佳化熱控策略，確保器內溫度穩定而平均。而且中國航天人攻克了異構式環路熱管熱控技術，相當於給返回器增加了可調節熱導的“熱開關”，有效解決了返回器再入大氣前的大熱耗散熱、熱導調節和再入過程中熱阻斷的難題。

也就是中國使用的防熱層兼具隔熱與散熱兩種功能，在返回大氣層對抗燒蝕環境，在飛行過程中可以實現大熱耗散熱。

我國也成為繼美、蘇之後，世界第三個成功實施航天器從月球軌道重返地面的國家。

嫦娥五號的意義

在未來，無人化、資訊化、智慧化、精密化、自動化是探測器發展的未來趨勢，馬斯克的龍飛船也是遵循了這樣的設計理念。

無人化帶來的也是高可靠性，這也是為什麼我們說嫦娥五號在技術上超越了阿波羅，嫦娥五號使用的月球無人交會對接同樣可以適用於火星，而美國沒有掌握這樣的技術，至今探測器也沒有從火星返回。（火星太遠了，訊號傳輸就要幾十分鐘，透過人操作實現交會對接，可能性很低）

中國首次採用的月球無人交會對接技術將對未來中國在月球建立全自動無人月球科研站提供巨大的幫助，將成為月球實驗基地物資補給的重要保障，

俄羅斯科學家羅金表示，嫦娥五號的成功表示，人類可以實現在沒有人參與的情況下，在月球建設機器人化、全自動化的基礎設施了，未來的太空探索大方向可能從以前的以載人著陸為主，改成更有效率的全自動無人化資源開發。

這也意味著嫦娥五號將開啟月球無人開發時代。

嫦娥五號帶回的月壤，美國俄羅斯都想要

美國和俄羅斯以及歐洲都希望中國可以分享月球土壤樣本。俄科學院地球化學與分析化學研究所月球和行星地球化學實驗室主任葉夫根尼·斯柳塔表示，俄羅斯科學家希望從中國同行那裡獲得月壤樣本。

為什麼其他國家都想要中國的月壤，因為美蘇開採的月球樣本大多來自月球正面中低緯度的月海區域，形成年齡集中在32-46億年前。而嫦娥五號是從呂姆克山脈附近採集的月壤樣品，那裡存在大約13億至20億年前的玄武岩。

這是美國俄羅斯都沒有的月球土壤樣本，另外，中國嫦娥五號從月面採回月壤之後，全程密封封裝，沒有受到任何汙染，而美國當時依靠的是人工採集，返回地球的時候遭受了不同程度的汙染。

中國採集回來的月壤樣本，將對月球的演化歷史提供最重要的線索。

我們這次取回的樣品是否也是為了研究月壤中的氦-3，根據科學家推測，月球中的氦-3可以為地球提供1萬年的能源。

這也是為什麼其他國家都想要中國的月壤樣本的原因。

總結

從2007年10月24日，嫦娥一號衛星成功發射，邁出了中國深空探測的第一步。到2020年12月17日，嫦娥五號探測器圓滿完成任務，攜帶月球樣品順利返回地球，為探月工程“繞、落、回”完美收官。

13年的努力，背後是中國航天人數十載的奉獻，他們青絲變白髮，為中國航天事業奉獻了最美好的年華。

如果沒有他們，中國航天事業也不可能取得如此多的突破，讓我們向他們致敬。

嫦娥五號成功返回只是一個新的開始，中國未來還要在月球建立中轉空間站，對月球進行開發，以及載人登月。

中國將朝著更遠的星辰大海進發。