中国探月工程目前已经全面进入探月三期“回”——“无人自动取样返回”的任务阶段。 这是一次“嫦娥五号”奔月的试验版，预计三年后，“嫦娥五号”将正式开启奔月之旅，携带约两公斤月球样本返回地球。 

　　探路小兵 穿“金衣”着“白甲”

　　激流勇进的深空探测舞台向来讲求争分夺秒、以快为先。我国计划于2017年在海南文昌航天发射中心发射嫦娥五号月球探测器，进行无人自动采样返回试验。而实施月地返回、半弹道跳跃式高速再入返回、返回器气动外形设计、返回器防热设计、验证半弹道跳跃式再入制导、导航与控制以及轻小型化回收着陆技术等六大技术难点是决定任务成败的关键。为了验证这些无法在地面进行试验的技术，这颗飞行试验器甘当开路先锋，与时间赛跑。飞行试验器名字太长，记者姑且给它取名“小飞”。 

　　飞行试验器总指挥、总设计师杨孟飞介绍，“小飞”是一颗飞行试验器，即飞抵月球附近后自动返回，以接近第二宇宙速度（能够脱离地球的速度，约11.2公里/秒）进入大气层，经跳跃式弹起后，再次进入大气层。

　　与神舟飞船“大哥哥”的强壮身形相比，“小飞”身姿娇小婉约，它的返回器只有神舟飞船返回舱的十分之一。 

　　可别被“小飞”婉约的气质所倾倒，由身着金色多层材料的服务舱、银色返回舱组成的“小飞”，远看犹如穿“金衣”着“白甲”的将领。“娘家人”五院为它量身订制了各类“钢筋铁骨”，可以说它是“飞坚强”。 

　　“小飞”探路 难度不小有风险

　　啥叫半弹道？中国探月工程三期副总设计师郝希凡介绍，没有浮力抛物线落下，就叫弹道；半途打了个水漂弹出去了，就是半弹道。再入，就是以接近第二宇宙速度进入大气层，经跳跃式弹起后，再次进入大气层，在内蒙古中部地区着陆。 

　　中国空间科学与深空探测首席专家叶培建院士透露，试验器的任务，就是将轨道器和返回器的组合体送入月球轨道，再让组合体返回地球。组合体在距离地球几千公里的太空中会分离，返回器会按照嫦娥五号将要走的路，回到地球，而轨道器就“不要了”，变为太空垃圾。 

　　叶培建介绍，高速返回地球，而且温度很高，是两个难点，这需要相当复杂的控制系统。“小飞”是未来三年探月工程最后一个太空试验，因为这项试验风险太大，且没法在地面进行模拟。它从月球回到地球的过程，越走速度越快，接近地球的时候，每秒11.2公里，以这样的速度进入大气层的话，气度过热，可能会把容器烧毁。

　　就好比“小飞”是一个并不老练的司机，受命走一条没走过的路。路况陌生、复杂、多变。又偏偏一路下坡刹不住车，车体车轮摩擦得滚烫。可得把好了GNC方向盘，当务之急——把自身速度降下来。

　　“采用‘半弹道跳跃式再入’方式返回地球是试验的又一大难点。”中国探月工程副总指挥刘继忠表示，这类似于在河边拿起石头打水漂，进入大气层后，往里面扎一点，又“漂”起来了，然后再落在指定的落入场。最大的问题就是，角度不好掌握。如果“漂”起来，“漂”得太远，路程很长，很可能跑出计划的范围之内，即出现失误。 

　　运载火箭　“首次加长设计” 

　　运载飞行器的长征三号丙改二型火箭也是首次上天。为确保护送嫦娥五号试验器准确进入预定轨道，长征三号丙改二型火箭开展了多项技术攻关——

　　“身体长高、翅膀变长”。在原长征三号丙标准型火箭的基础上，首次进行了加长设计，“身体”——芯级火箭增高了1.5米；“翅膀”——两个助推器加长了0.8米，增高的部分提升了推进剂的含量，使长征三号丙改二型火箭标准地球同步转移轨道运载能力由3800公斤增至3900公斤。 

　　“实时问诊、宽带传输”。长征三号丙改二型火箭采用了“天基测量”技术，即通过天基中继星向地面技术人员传输火箭飞行过程的实时遥测数据，这种新技术相当于给火箭配备了“实时问诊器”，可对飞行中的火箭进行全程实时测控。此发火箭还首次采用了最新的高码率传输技术，可增加测量点、提高数据传输速度、增大数据传输量，如同“宽带传输”，它与“实时问诊器”一起，保证地面技术人员即时掌握火箭的飞行动态。 

　　根据计划，此次飞行试验器飞行过程约8天，在经历地月转移、月球近旁转向、月地转移、再入返回、着陆回收等五个阶段后，返回我国内蒙古中部地区。任务实施期间，我国：“远望号”测量船队、国内外陆基测控站，北京飞行控制中心和西安卫星测控中心，共同组成航天测控通信网，持续跟踪、测量与控制。

　　“嫦娥五号”　计划于2017年发射

　　此次再入返回飞行试验器的发射是中国飞行器首次挑战从距地约38万公里的月球轨道返回地球，目的是通过真实飞行，获取试验数据，验证未来探月三期主任务星“嫦娥五号”以接近第二宇宙速度（11.2公里/秒）再入返回地球的相关轨道设计、气动、热防护、制导导航与控制等关键技术，为“嫦娥五号”执行无人月球取样返回积累经验。

　　“嫦娥五号”计划于2017年发射，是嫦娥三期工程“采样返回”任务的中国首颗地月采样往返探测器。叶培建介绍，嫦娥五号和嫦娥三号相比，一个巨大的跨越是嫦娥五号由4个器组成，着陆器、上升器、轨道器、返回器，4个器加起来质量很大，必须要到新建的海南发射场发射，还要用新研制的长征五号运载火箭发射。据介绍，嫦娥五号发射的困难主要有四个方面，月球轨道的交会对接、月面采样、月面起飞和高速返回。

　　嫦娥五号落月后，将在月球表面上采集大约2公斤重的月面土壤等样本，然后封装进陆器上升段，该段从月面点火升空进入月球轨道，并与轨道器和返回器的联合体交会对接，将样品转移至返回器内，轨道器携带返回器点火飞向地球，在进入大气层前分离，轨道器脱离开到太空中，返回器将降落在我国内蒙古境内。

　　本报记者 叶薇 王文佳