11月24日4时30分，我国在中国文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器，顺利将探测器送入预定轨道，开启我国首次地外天体采样返回之旅。
11月24日凌晨4时30分，长征五号火箭在海南文昌发射。南方日报 南方+记者 吴明摄嫦娥五号从发射到落月需要经历怎样的过程？这一次，“嫦娥”将在月球上做些什么，又将如何从月球返回？跟随这张长图，一起揭秘↓↓↓
据悉，此次嫦娥五号探测器将由长征五号遥五运载火箭送入近地点200公里、远地点41万公里的地月转移轨道，探测器与火箭分离后，完成地月转移、近月制动、进入环月轨道，降落在月面正面风暴洋西北部区域。着陆后，嫦娥五号将通过机械臂表取及钻具钻取两种方式，采集约2kg的月表岩石和土壤样品，同时开展科学探测。完成采样与封装后，于月面起飞，在38万公里外的月球轨道上与轨返组合体进行无人交会对接，并将月球样品容器转移到返回器内。轨返组合体与上升器分离后，嫦娥五号将在预定时机加速进入月地转移轨道，飞行至距地球约5000km高度时，返回器将与轨道器分离，并以接近第二宇宙速度的高速再入大气层。距地面10km高度时，返回器开伞，最终完成嫦娥五号的探月之旅。
中国探月工程是《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》明确的国家科技重大专项标志性工程，是党中央着眼我国社会主义现代化建设全局，为推动航天事业发展、促进科技进步和创新、提高综合国力作出的重大战略决策，自2004年1月立项并正式启动以来，已连续成功实施嫦娥一号、嫦娥二号、嫦娥三号、再入返回飞行试验和嫦娥四号等五次任务。此次发射任务是长征系列运载火箭的第353次发射，也是我国探月工程“绕、落、回”三步走的最后一步。
长征五号遥五运载火箭发射的“嫦娥五号”月球探测器重达8.2吨，是我国目前发射的重量最重的探测器，也是今年中国航天发射的最重的载荷。值得一提的是，本次任务中，是由火箭直接将嫦娥五号探测器送入地月转移轨道，而不需探测器自身加速。“在长征火箭家族中，只有长征五号运载火箭可以将这么重的载荷直接送入地月转移轨道，这是对运载火箭能力的集中检验，也是对中国航天能力的最佳注解。”长征五号火箭第一总指挥、火箭院党委书记李明华表示。
长征五号运载火箭总设计师李东介绍，由于地月相对位置以及轨道设计等因素的限制，此次发射是一次接近于“零窗口”的发射，发射窗口只有50分钟，一旦在发射窗口时间内不能实施发射，“嫦娥五号”的奔月计划就会受到影响。为了确保火箭准时发射，研制团队采用了变射向、变滑行时间的多轨道奔月发射方案，应用“窄窗口多轨道”技术，针对50分钟的发射窗口分别设计了5条发射轨道，每条轨道对应10分钟的发射窗口，在发射窗口期内，可根据发射时间通过软件自动选择发射轨道：如果在第一个10分钟内发射就选择第一条轨道，如果在第二个10分钟内发射就自动选择第二条轨道……相当于在50分钟的窗口期中，有5条路可以走。窄窗口多轨道是提高发射概率和发射可靠性的一个重要措施，即使射前某个时段出现异常，应急处置延迟几分钟，还可以有发射机会。
此外，研制团队在管理上也采取了创新的方法，通过发射日流程精细化管理，对发射前流程进行精细化再造，从过程、岗位和设施维度分别开展梳理和设计，把岗位职责、工作要求和发射流程有机融合，形成了可以指导工作的项目细化表以及工序作业指导书，对发射日当天的各项工作提供直接、有效的指导。
“采用发射日流程精细化管理后，发射日当天的每一个阶段、每一个项目和每一到工序都有清晰、明确的要求和指导，每个岗位在什么时间做什么事情、达到什么标准、杜绝什么问题，都一目了然，提高了发射日的工作效率，有效防止了低层次问题的发生。”长征五号运载火箭总指挥王珏介绍说。
前往月球的路线是“地月转移轨道”。这是一个大椭圆轨道，近地点200公里，远地点41万公里。长征五号火箭点火升空后，要飞行2000多秒才能够到达地月转移轨道。为了把“嫦娥五号”精准送达目的地，它要在太空完成一个高难度动作——长时间滑行。滑行，是指火箭主发动机关机后，火箭靠惯性向前飞行。听上去丝毫不费力气，但实际上，长时间滑行对一枚火箭特别是一枚零下200多度的“冰箭”来说，可是个不小的考验。
长征五号火箭总体副主任设计师刘秉介绍说：“从长征五号火箭二级发动机一次关机到再次点火，中间要间隔最长约935秒。在这一开一关之间，‘大火箭’需要完成箭体姿态调整、真空状态下推进剂沉底、低温发动机二次启动前预冷等工作，动作非常多。“另外，刘秉还说，火箭滑行时间越长，其在空间辐射影响下的环境变化会更加复杂，低温推进剂温度和贮箱承受的压力也在不断变化，因此，设计人员早在研制阶段就对大火箭长时间滑行适应性开展了深入细致的研究工作。为了确保把“嫦娥五号”送上月球，研制人员从立项之初就将长时间滑行作为一大关键技术加以攻克，并在长征五号火箭首飞以及后来的多次飞行中得到了成功验证。与探月工程一期和二期不同的是，探月工程三期嫦娥五号拥有“双程票”，将实现我国首次地外天体自动采样返回，也是我国航天领域迄今最复杂、难度最大的任务之一。而本次嫦娥五号任务有何难点？中山大学航空航天学院教授徐波向南方+分析认为，此次任务的着陆、封装、交会对接、返回阶段皆存在重大技术难点。 难点一 着陆
任何一次航天活动都是高风险活动，虽然我国已有于月球表面成功软着陆的经验，但由于每一次着陆区情况不同，安全着陆仍存在技术风险。本次任务需在无人操作下实现月球表面物质的采样与封装。通过机械臂表取及钻具钻取两种方式，嫦娥五号将采集约2kg的月表岩石和土壤样品，对自动化水平提出更高要求。采样后需对样品进行密闭封装，将其通过一系列方式送入上升器中，再转移到再入器中，防止样品在返回地球的过程中出现损耗或污染。
嫦娥五号将首次在38万公里外的月球轨道上进行无人交会对接。在月球轨道进行交会对接不同于地球近地轨道，由于存在时延，且为无人交会对接，因此对于轨道的位置姿态、上升的发射窗口有较大把握难度，对控制指令提出了极大挑战。返回器将带着月壤以接近每秒11.2公里的第二宇宙速度返回地球，如此高速度的减速反推，对航天器热防护系统，探测器安全减速，降落提出了更高要求。据了解，此前于2014年10月24日发射的嫦娥五号探路的再入返回试验器“嫦娥5T”， 即验证了高速再入返回飞行的可行性的思路。其采用跳跃式返回，原理与“打水漂”相似，也即返回舱在大气层上层弹跳出去再回来，速度下降后再进行大气层的穿行。经验证，这种方式返回可以起到比较理想的减速作用，使结构和防热系统的压力得到缓解，同时也使航程和落点达到理想的结果。为什么“胖五”发射“嫦娥五号”要选择凌晨升空？中国运载火箭技术研究院总体设计部钱航博士解读有以下原因：一是便于奔月轨道的设计。月球探测与火星探测一样，都属于深空探测，在火箭发射轨道设计上，要考虑到地月相对位置关系，因此相比通信卫星等发射任务，约束条件更多。对于此次发射“嫦娥五号”探测器，要在满足地球与月球位置关系的限制、火箭射向和滑行时间的约束、探测器地月转移时间、返回器再入航程等条件下，选择最合适的发射时间，也就是确定火箭的发射窗口。经过综合考虑，长征五号遥五火箭在凌晨发射最有利于奔月轨道的设计，可以满足各种约束条件。二是减少太阳活动对“嫦娥五号”的影响。“胖五”飞向宇宙的时候，正好是地球把太阳光直接遮蔽住，避免有太多太阳辐射对“嫦娥五号”的影响。太阳活动对于“嫦娥五号”来说是非常复杂和麻烦的，特别是其中爆发的太阳风会干扰其中的电子信号传播，直接影响科研人员对“嫦娥五号”的操控。
三是晚上的天空云层更少，有利于信号的传播。“胖五”发射更是一件极其复杂的事情，整个过程中要考虑到方方面面，发射的气候更是重中之重。凌晨天气状况比较稳定，基本不会出现突然的天气变化，且云层更少，也就代表云层更薄，这样的条件更有利于信号的传播。另外云层也会阻碍电磁波的传播，影响科研人员对“嫦娥五号”的控制。四是为了方便观测。在凌晨发射“胖五”，可更好地利用望远镜等天文设备，将观察到的发射情况用来作出总结。白天强烈的太阳光会使得天文望远镜无法看到“胖五”的具体发射情况。由于凌晨整体的环境亮度都比较低，运载火箭喷射着火焰飞向太空的时候非常显眼和突出，有利于地面的光学和测量设备跟踪到目标，收集相关信息。同时因为晚上的空气比较凉爽，“胖五”的整流罩温度可以更加低。
除了凌晨的气象条件更加适合“胖五”发射，蓄电池容量是有限的，并非取之不尽用之不竭，所以“胖五”要飞翔宇宙还必须要有太阳的光照。凌晨发射“胖五”达到数万公里之后，蓄电池就得以最大的光照夹角获得源源不断的光照能源，使蓄电池可持续的工作。连续突破月球环绕探测、月面软着陆探测、月面巡视探测、近第二宇宙速度月地返回、月背探测等一系列世界级月球探测工程难题，不论是月球探测器发射数量或者质量，中国都毫无疑问是人类21世纪的探月先锋力量。