月球采样返回

第一是要在月球表面完成采样

第二是采样完成以后让飞行器从月面起飞并携样品进入轨道

第三是在月球轨道上进行无人交会对接

第四是对接完成后把样品转移到返回地球的飞行器上

1609年，著名科学家

从1959年开始，人类共进行了近130次月球探测行动，在

登月的基础，是掌握动力软着陆技术，也可以简单称为“落月”。落月过程一般被分成主减速段、快速调整阶段、接近段、悬停段、避障段、缓速下降段和着陆段。当探测器接近到距离月球表面约15千米时，开始减速。前三阶段由于月球表面没有大气，无法依赖减速伞和其他空气动力学控制手段，因此主要依靠火箭发动机进行减速制动并调整姿态，悬停与避障段依赖着陆器图象探测器对预定着陆区域进行成像分析，选择较为安全的着陆点。最后阶段探测器速度得到控制，在距离月球表面4米左右关闭发动机以自由落体方式着陆，这样也可以有效防止发动机喷射的气流导致月壤溅射。整个过程将会在12分钟左右完成。与控制速度相比，落月过程中最大的挑战在于使着陆器垂直降落，据当时新闻报道，中国的“嫦娥三号”软着陆后倾角仅有1~2度。而只有保证着陆倾角才能使未来上升器从月球表面成功升空。

而在月球表面进行采样和封装则需要考虑收集样品的类型和着陆器搭载设备的情况。科学界一般将月球表面样品分为月壤（直径<1厘米）和月岩。此前美苏在探月任务中，主要采取了机械臂取样和钻取法两种方式。前苏联的“月球”无人月球采样返回任务中仅采用了钻取法，而美国的“阿波罗”则同时采用了两套方法。虽然这两种方式与地球上地质人员取样采取的方式接近，但考虑到月壤热传导性差，月面真空和低重力环境对转进压力等方面的不利影响，整套系统的研制难度并不算小。而美苏为月球探测研制的钻孔技术和专用设备后来也被用于其他领域，获得了相当出色的效果。据中国探月工程三期总设计师胡浩向媒体披露，“嫦娥五号”将同时搭载两套取样设备，机械臂与钻取器取样比例将控制在3：1。

在获取月球表面样品后，为了防止宇宙射线等影响样品，确保样品始终处于原始形态下。考虑到月球富含铁、钛、铀等矿物资源，还有著名的氦-3气体能源，月球表面样品的价值可以称得上是价值连城。据媒体披露“嫦娥五号”设计带回地球的2公斤月球样品已经早早被国内各科研机构和相关单位预订一空。

在完成样品封装和其他探测任务后，探测器将开始从月面起飞，这一过程大体可分为垂直上升段、姿态调整段和轨道射出段。为了保证探测器上升器准确入轨，必须预先进行大量计算，设计多套方案和上升轨道，并根据上升器状态等数据随时对飞行轨迹进行调整。如果起飞顺利，上升器将会回到月球轨道与预先“等”在那里的轨道器、返回器进行交会对接。此时航天器距地球的距离将超过38万千米，因此月球探测器的交会对接比一般载人航天器在300千米的地球轨道进行交会对接要复杂得多。

如果以上各阶段都顺利完成，那么我们基本可以确认月球采样返回探测任务顺利完成了。考虑到仅有美国和前苏联完成过月球采样返回任务，我们有理由相信，“摘月亮下来”的难度确实称得上人类航天技术之冠。

嫦娥五号将创中国航天四个“首次”

按计划，8.2吨重的嫦娥五号将于2017年11月底，由我国目前推力最大的长征五号运载火箭从中国文昌航天发射场进行发射。

此次任务有望实现我国开展航天活动以来的四个“首次”：首次在月球表面自动采样；首次从月面起飞；首次在38万公里外的月球轨道上进行无人交会对接；首次带着月壤以接近第二宇宙速度返回地球。

中国航天科技集团公司五院月球探测卫星总指挥顾问兼总设计师顾问叶培建院士介绍，嫦娥五号包括轨道器、返回器、上升器、着陆器四部分。到达月球轨道后，轨道器和返回器绕月飞行，着陆器和上升器在月面降落。着陆器用所搭载的采样装置在月面采样后，装入上升器所携带的容器里。