聲聲慢！

對於中國航天人和關心中國航天的吃瓜百姓來說，這個冬天過得有點慢，因為那個飛去月亮挖土的嫦娥五姑娘她總也不回來，著急。回顧一下嫦娥五號的月球之旅，用一個“慢”字形容確實不為過。

嫦娥奔月，沒想象中那麼幹脆

長征五號“胖妞”託舉嫦娥升空的時間是北京時間11月24日早上4點30分（世界標準時間UTC 23日20:30，以下都採用UTC計時），在熬夜目送她鑽入雲層的時候就在想：當初阿波羅11號飛船從發射到進入月球軌道差不多3天4小時，咱們的嫦娥應該27號就能到了吧。結果嫦娥五號飛了4天16小時，直到28號12:58才進入環月軌道。

著陸器與軌道器分離，準備在月面著陸

12月1日15:11，嫦娥五號著陸器在月球風暴洋預選著陸區成功軟著陸，從進入月球軌道算起，時間又過去了3天2小時。阿波羅11號飛船耗時2天3小時，比嫦娥快近1天。

12月3日15:10，在經歷2天的月面取樣和封裝任務後，嫦娥五號上升器主發動機點火，成功從月面發射，6分鐘後進入環月軌道，12月5日21:42與守候在那裡的軌道器-返回器對接，進行樣品轉移，從上升到對接耗時2天又6個半小時。阿波羅11號完成同樣的任務僅用時3小時45分鐘，簡直是“神速”！

上升器與軌返組合體分離，後受控撞月

阿波羅11號飛船在月球軌道對接之後，僅用7小時20分鐘就完成人員和樣品轉運等所有準備工作，脫離環月軌道，並且在兩天半之後濺落在太平洋預選著陸區。而嫦娥五號在完成對接和樣本轉移後，在環月軌道上足足等待了6天多！

難道是近鄉情怯？才不是！按照官方的說法，嫦娥五號返回器在等待一個合適的時間視窗，這個時間視窗被稱為月地入射視窗，它是在飛船發射前就早已經設計好的，並不是因為臨時出了什麼意外而拖延了時間。

飛行軌道和時間是一早就計算好了的

航天發射是一項極其細緻並且嚴謹的科學活動。中國古代智者說“失之毫釐，謬以千里”，用在航天活動中是一點也不過分。特別是36萬公里之外的軌道變化，只要時間和角度出現絲毫偏差，航天器要麼與地球擦肩而過、一去不返，要麼一頭撞入大氣層焚燬、前功盡棄。因此科學家會根據嫦娥五號在月球上的落點、環月軌道的角度、地球與月球的位置變化和力學關係、以及它未來在地球上的落點和著陸方式來設計嫦娥五號的返回時間。

從歐空局釋出的資訊看，嫦娥的降落軌跡和時間也早就定了

你可能會問了，為什麼50年前美國的阿波羅都不需要什麼視窗，難道他們當初走的是門，不需要“爬窗子”嗎？還真被你說對了，美國阿波羅回地球時，它的時間視窗開得很大，簡直堪比“廣場”，這是由落點決定的。

阿波羅計劃流程示意

美國將阿波羅飛船返回艙的著陸區設在了廣闊的海洋上，他們的預設濺落點大致位於太平洋中部，同時由於美國海軍的全球存在，事實上任何一片海洋都可以作為飛船的備降著陸區。因此在阿波羅飛船返回軌道的計算上，美國科學家的可操作餘地變得非常大。

相比之下，嫦娥五號的預選著陸區是在內蒙古四子王旗的一部分，儘管它的面積有2000平方公里，但與廣闊浩瀚的太平洋比起來，嫦娥要打十環正中心，而阿波羅飛船隻要上靶就行了。嫦娥的難度可想而知。

阿波羅著陸區是巨大的靶子，嫦娥的是靶心

事實上關係非常大，我們無論計算向月球發射航天器的軌道還是計算它的返回軌道，都必須將所有的變數都考慮進去。

首先月球繞地球執行的軌道是傾斜的橢圓軌道，月球繞地球公轉的軌道面與地球的赤道不在同一個平面上，它們的夾角在18.3°~28.6°之間不斷變化，其距離也在364397千米~406731千米之間不斷改變；

月球軌道時刻在變，嫦娥必須先算到這些變化

其次，地球每24小時自轉一週，而月球每27.3天繞地球轉一圈，當航天器從月球返回時，我們需要考慮它到達時地球的自轉角度，否則它要麼掉到海里，要麼會落到別的國家；

第三，當我們向月球發射飛船時，它並不是從赤道方向“水平”飛向月球，而是沿著一條傾斜的軌道飛行。而在航天器返回地球時它也會沿著傾斜的軌道飛回來。任何大幅度的變軌動作都要額外消耗燃料，航天器攜帶的燃料有限，這是由火箭的推力決定的。

月球繞地球軌道是傾斜且變化的

當你把所有這些因素都考慮進去，面對一個非常小的著陸場，你能選擇的時間視窗就極其有限了。

月地軌道存在變化的夾角

當美國決定搞阿波羅計劃、將宇航員送上月球時，他們並沒有像今天這樣高精尖的電子裝置和超級計算機。上世紀六七十年代，計算機部件大多還是電晶體，積體電路還只是剛被髮明出來，阿波羅飛船上軌道計算機的運算能力還不如今天的計算器，它的儲存器（相當於硬碟）容量只有36K，你隨便一個表情包就能把它塞滿。但是美國能造出土星五號這樣超強推力的運載火箭，這個火箭能將兩輛M1A2重型坦克推送到地球軌道上去，送45噸的阿波羅飛船上月球自然不在話下。在這種情況下，阿波羅的宇航員可以比較奢侈地分配飛船的資源，即便是飛行軌道跑偏了一些，他們也能隨時調整回來，不用擔心燃料燒完了在外太空飄著等死。

土星五號推力太牛了，空前絕後

美國的另一個優勢就是它的全球存在，科學家能為飛船的返回設計無比巨大的著陸場，宇航員在返回地球時顯得毫無壓力，他們落在哪兒都能被打撈起來。因此阿波羅計劃的六次任務中留給他們入射月地軌道的時間視窗很寬，看起來不需要等待。

所有的海洋都是阿波羅的著陸場，所以它不需要等時間視窗

僅這兩點，嫦娥五號是比不上的。長征五號火箭的運載能力不夠大，為了等待月球著陸區的日出，我們發射時月球正處於遠地點（這是它比阿波羅11號晚1天到的主要原因），嫦娥五號的燃料也不足以應對大幅度的軌道機動；返回地球著陸是“一錘子買賣”，四子王旗著陸場過於狹小，嫦娥著陸器必須命中十環才算成功。因此我們只需要堅定信念做好自己，一步一個腳印走下去就可以了。

#嫦娥五號平安回家#