【侨报网综合讯】“五姑娘”回家了。北京时间17日1时59分，嫦娥五号返回器携带月球样品，采用半弹道跳跃方式再入返回，在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆，标志着中国首次地外天体采样返回任务圆满完成。

工作人员17日在嫦娥五号返回器着陆现场作业。（图片来源：新华社）

回收后的嫦娥五号将空运至北京开舱

中新社报道，17日凌晨1时许，北京航天飞行控制中心通过地面测控站向嫦娥五号轨道器和返回器组合体注入高精度导航参数。此后，轨道器与返回器在距南大西洋海平面高约5000公里处正常解锁分离，轨道器按计划完成规避机动。

凌晨1时33分，嫦娥五号返回器在距地面高度约120公里处，以接近第二宇宙速度（约为11.2千米/秒）高速进入地球大气层，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，嫦娥五号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。负责搜索回收任务的测控与回收系统技术人员及时发现目标，有序开展回收工作。

按计划，回收后的嫦娥五号返回器在完成必要的地面处理工作后，将空运至北京开舱，取出样品容器及搭载物。中国国家航天局将择机举行交接仪式，正式向地面应用系统移交月球样品，中国首次地外天体样品储存、分析和研究相关工作也将随之启动。

17日拍摄的嫦娥五号返回器。（图片来源：新华社）

擒速度“拦路虎”：太空中“打水漂”

“五姑娘”载“土”归来。不过，荣耀归来的道路并非坦途。你可知道嫦娥五号回家迈过了几道坎？

中新社在另一篇报道中提到，要想让嫦娥五号安全顺利返回地球，速度和温度是要解决的两大难题，这两只“拦路虎”是决定成败的关键因素。

航空专家介绍，与嫦娥一号、二号、三号、四号4位“姐姐”相比，嫦娥“五姑娘”无疑是个幸运儿，因为执行自动采样返回任务而拿到了一张珍贵的地月旅行“往返票”。

截至目前，世界上只有美国、前苏联的航天器以及中国探月工程三期再入返回飞行试验器开展过绕月再入返回试验。资料显示，外国的再入航天器共有三类：弹道式再入航天器、弹道-升力式再入航天器和升力式再入航天器。而中国探月工程则采用了一种全新的再入方式——半弹道跳跃式再入返回。

为什么要选择这一具有“中国特色”的方案？其中有何讲究和门道？嫦娥五号返回器从月球飞回来的速度是每秒11.2公里的第二宇宙速度，而一般从近地轨道返回的航天器大多为每秒7.9公里的第一宇宙速度，可别小看这每秒3.3公里的差距。航天专家打了一个比方，就好像扔石头，同样一块石头，从一层楼扔下来的速度和从十几层楼扔下来速度肯定不一样。同理，航天器从数百公里高的近地轨道返回和从38万公里远的月球返回速度必然不同，且差距巨大。

首先要解决的是速度问题。如何才能成功减速？这是一个世界级的难题。在反复学习、研究美苏经验的基础上，根据中国航天器实际情况，中国航天科技集团五院总体设计部的轨道设计师们决定借助地球大气层这个航天器再入返回的天然屏障，通过空气摩擦产生的阻力实现减速目的，并提出了一个大胆的方案——半弹道跳跃式再入返回。

“就像在太空中打水漂，返回器先是高速进入大气层，再借助大气层提供的升力跃出大气层，然后再以第一宇宙速度扎入大气层，返回地面，整个过程环环相扣，将在15分钟内完成。”中国航天科技集团五院总体设计部嫦娥五号探测器总体主任设计师孟占峰介绍说。

12月17日，工作人员在搬运嫦娥五号返回器。（图片来源：新华社）

伏温度“拦路虎”：防热“霓裳羽衣”

嫦娥五号返回器“回家”途中的另一个拦路虎是温度。高速进入大气层时将摩擦产生剧烈高温，热量急剧提升也为航天器返回带来巨大挑战。

见过神舟飞船返回舱的人，一定对那身乌黑的外表印象深刻。之所以全身乌黑，这是因为返回舱从近地轨道返回地球时，被大气层剧烈摩擦产生的高温烧灼而成。“再入的速度提高一倍，再入热量将提高8-9倍。”中国航天科技集团五院总体设计部嫦娥五号探测器结构分系统主任设计师董彦芝介绍说。如此高的温度，一旦进入返回器的内部，后果将不堪设想。

如何防热、怎么对抗烧蚀成为必需攻克的难关。为此，总体设计部防热结构设计团队为探测器巧妙设计了一件“贴心防热衣”。首先，针对月球轨道返回热环境、空间环境和重量的要求，设计团队提出不同部位耐烧蚀和隔热的具体需求与指标，从33种新研材料中筛选出7种防热材料，完成防热材料的布局和局部防热结构设计，实现了中国由近地轨道再入到深空轨道再入的防热结构设计的跨越。

其次，设计团队提出了三维传热烧蚀分析方法，采用整体变厚度、变密度，分区域、偏轴设计方案，突破轻量化设计关键技术，并利用一维烧蚀分析和三维温度场分析相结合的数值分析方法，实现了用全面的局部烧蚀试验代替整器烧蚀试验，为试验任务的成功奠定基础。

从防热结构设计、防热材料成型工艺研究、焊接工艺研究，到工程样机、结构器、热控器、专项试验验证器、正样器......嫦娥五号探测器的防热“霓裳羽衣”精心“缝制”而成，成为安全顺利返回地球家园的生命保证。

12月17日拍摄的嫦娥五号返回器回收现场（无人机照片）。（图片来源：新华社）

嫦娥五号探测器于11月24日在中国文昌航天发射场发射升空并进入地月转移轨道。探测器实施2次轨道修正、2次近月制动，顺利进入环月圆轨道。此后，探测器经历组合体分离、环月降轨及动力下降，着陆器和上升器组合体于12月1日在月球正面预选区域着陆并开展采样工作。12月3日，上升器点火起飞、精准入轨，于6日完成与轨道器和返回器组合体之间的交会对接及样品转移，此后按计划分离并受控落月。12日至16日，轨道器和返回器组合体在完成2次月地转移入射、2次轨道修正后，返回器于17日与轨道器分离并重返地球。

中国国家航天局专家表示，嫦娥五号探测器在一次任务中，连续实现中国航天史上首次月面采样、月面起飞、月球轨道交会对接、带样返回等多个重大突破，为中国探月工程“绕、落、回”三步走发展规划画上了圆满句号。同时，嫦娥五号任务作为中国复杂度最高、技术跨度最大的航天系统工程，成功实现了多方面技术创新、突破了一系列关键技术，对于中国提升航天技术水平、完善探月工程体系、开展月球科学研究、组织后续月球及星际探测任务，具有承前启后、里程碑式的重要意义。（完）