嫦娥五号成功返回地球，时隔44年再度带回月壤，美俄为什么想要？

12月17日凌晨，嫦娥五号探测器的返回器携带月壤返回地球，按照预定方案顺利降落在内蒙古四子王旗着陆场。

这是人类时隔44年，再度携带月壤回到地球，而且中国一次性携带了2千克月壤回到地球，大幅度超越了苏联3次探月带回来的300多克月壤，成为全球第二。

除此之外，这也标志着我国探月工程“绕、落、回”三步走战略的收官之战取得圆满成功，中国探月六战六捷。

嫦娥五号难度究竟有多大？

从11月24日起，嫦娥五号探测器经历了发射入轨、地月转移、近月制动、环月飞行、着陆下降、月面工作、月面上升、交会对接与样品转移、环月等待、月地转移、再入回收11个阶段，历时23天。

可以说每一阶段对于“嫦娥五号”来说都是新的挑战，其中任何一环出了问题，都将对任务造成毁灭性的影响。

很多人说，载人登月一定比无人登月难度技术会更好，其实这不一定的，中国嫦娥五号与阿波罗时代相比，运用了众多的新技术。

嫦娥五号在登陆地球的时候采用了自动导航技术，着陆器具备自主障碍识别与规避能力，在嫦娥三号时期自主避障精度已经优于1.5 m，通过自动导航技术，在整个登月下降阶段没有一丝一毫的人为干预，并且可以在复杂的月面地形着陆。

美国从2008年起就想要掌握这项技术，但是一直没有，拥有这项技术，也就意味着可以在未来实现机器人登陆月球，进行月表开发与勘探工作。在未来，对月球的开发与勘探工作，肯定主要是以机器人为主的，因为它们不需要生命系统来保障生存空间。

嫦娥五号实现了无人自动化开采以及无人密封封装，采样、封装全程无人设备进行操作。

中国嫦娥五号进行的表取也是全球首次月面无人自主采样，这也要求着陆器上的机械臂和钻头必须协同配合，每一个步骤都要精到毫厘。

机械臂各个关节的力量来自于安装在关节处的的电机，电机不仅要要耐受太阳直射下超过130℃的环境温度，以及比地球环境大的多的辐射，还要在真空环境下承担难以散热带来的性能衰减，对科研人员提高了很高的技术要求，既要微型化，又要精密化，又要具备高可靠性。

登月舱在返回月球轨道之后，还进行了人类首次月球轨道无人交会对接，同时在对接过程中，还要具备样品容器捕获、自动转移功能。

在月球轨道附近，地面测控支持能力受限，除了提供精密定轨数据之外，其他需要更多地让探测器自主实现。

月球的引力只有地球六分之一，而且两个航天器的相对位置要控制在误差不能超过5厘米这样的一个精度。

我们设计的抱爪式对接机构，实现了对接与自动转移功能的一体化，是世界首创。这套对接结构还可以用于未来卫星捕获上。

然后是返回月球，因为返回时速度已经接近第二宇宙速度，对探测器防热能力提出了很高的要求，在阿波罗时期，探测器的设计5.9t总重的阿波罗飞船返回舱里足足1.36t（3000lbs）是隔热层。这严重挤压了宇航员的生存活动空间。

而中国则采用了半弹道跳跃式再入返回技术。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，这也就降低了返回速度，降低了探测器的隔热要求，从而拥有了更大的载荷空间。

这对于中国来说，挑战难度非常大，高速再入会导致复杂流动效应影响增大，各种复杂流动效应将对返回器气动力、热特性产生巨大影响。中国气动团队携手多个国内专业气动单位，开展了30余项研究工作，计算/试验状态超过20000个，逐步确定了返回器气动外形、配平质心盒、气动标称数据库及其偏差范围，为相关分系统设计、仿真和试验提供了可靠的数据输入。

最后就是防热，中国提出了三维传热烧蚀分析方法，设计了薄厚不一的“金衣银饰”，通过寻找最冷最热点，优化热控策略，确保器内温度稳定而平均。而且中国航天人攻克了异构式环路热管热控技术，相当于给返回器增加了可调节热导的“热开关”，有效解决了返回器再入大气前的大热耗散热、热导调节和再入过程中热阻断的难题。

也就是中国使用的防热层兼具隔热与散热两种功能，在返回大气层对抗烧蚀环境，在飞行过程中可以实现大热耗散热。

我国也成为继美、苏之后，世界第三个成功实施航天器从月球轨道重返地面的国家。

嫦娥五号的意义

在未来，无人化、信息化、智能化、精密化、自动化是探测器发展的未来趋势，马斯克的龙飞船也是遵循了这样的设计理念。

无人化带来的也是高可靠性，这也是为什么我们说嫦娥五号在技术上超越了阿波罗，嫦娥五号使用的月球无人交会对接同样可以适用于火星，而美国没有掌握这样的技术，至今探测器也没有从火星返回。（火星太远了，信号传输就要几十分钟，通过人操作实现交会对接，可能性很低）

中国首次采用的月球无人交会对接技术将对未来中国在月球建立全自动无人月球科研站提供巨大的帮助，将成为月球实验基地物资补给的重要保障，

俄罗斯科学家罗金表示，嫦娥五号的成功表示，人类可以实现在没有人参与的情况下，在月球建设机器人化、全自动化的基础设施了，未来的太空探索大方向可能从以前的以载人着陆为主，改成更有效率的全自动无人化资源开发。

这也意味着嫦娥五号将开启月球无人开发时代。

嫦娥五号带回的月壤，美国俄罗斯都想要

美国和俄罗斯以及欧洲都希望中国可以分享月球土壤样本。俄科学院地球化学与分析化学研究所月球和行星地球化学实验室主任叶夫根尼·斯柳塔表示，俄罗斯科学家希望从中国同行那里获得月壤样本。

而美国媒体详细地报道了这一次的新消息，并再次强调了他们希望中国向全球各国分享月壤的观点。（不仅帮自己要，还帮其他国家要。。。）

为什么其他国家都想要中国的月壤，因为美苏开采的月球样本大多来自月球正面中低纬度的月海区域，形成年龄集中在32-46亿年前。而嫦娥五号是从吕姆克山脉附近采集的月壤样品，那里存在大约13亿至20亿年前的玄武岩。

这是美国俄罗斯都没有的月球土壤样本，另外，中国嫦娥五号从月面采回月壤之后，全程密封封装，没有受到任何污染，而美国当时依靠的是人工采集，返回地球的时候遭受了不同程度的污染。

中国采集回来的月壤样本，将对月球的演化历史提供最重要的线索。

我们这次取回的样品是否也是为了研究月壤中的氦-3，根据科学家推测，月球中的氦-3可以为地球提供1万年的能源。

这也是为什么其他国家都想要中国的月壤样本的原因。

总结

从2007年10月24日，嫦娥一号卫星成功发射，迈出了中国深空探测的第一步。到2020年12月17日，嫦娥五号探测器圆满完成任务，携带月球样品顺利返回地球，为探月工程“绕、落、回”完美收官。

13年的努力，背后是中国航天人数十载的奉献，他们青丝变白发，为中国航天事业奉献了最美好的年华。

如果没有他们，中国航天事业也不可能取得如此多的突破，让我们向他们致敬。

嫦娥五号成功返回只是一个新的开始，中国未来还要在月球建立中转空间站，对月球进行开发，以及载人登月。

中国将朝着更远的星辰大海进发。