記者從國家航天局獲悉，北京時間12月6日12時35分，嫦娥五號軌道器和返回器組合體與上升器成功分離，進入環(huán)月等待階段，準備擇機返回地球。

軌返組合體與上升器分離前模擬圖

軌返組合體與上升器分離后模擬圖

分離后軌返組合體軌道模擬圖

今晨，航天科技人員在北京航天飛行控制中心指揮大廳監(jiān)測嫦娥五號上升器與軌道器返回器組合體交會對接情況。新華社發(fā)

今天凌晨，我國首次月球軌道交會對接圓滿成功！國家航天局介紹，北京時間今天5時42分，嫦娥五號探測器的上升器成功與軌道器、返回器組合體交會對接，并于6時12分將樣品容器安全轉移至返回器中。

國家航天局上午介紹，從上升器進入環(huán)月飛行軌道開始，通過遠程導引和近程自主控制，軌道器、返回器組合體逐步靠近上升器，以抱爪的方式捕獲上升器，完成交會對接。記者了解到，月球軌道交會對接與樣品轉移的技術要求極高，與近地軌道航天器交會對接不同，嫦娥五號探測器月球軌道交會對接需要在考慮探測器的測控、光照條件、姿軌控、電源、熱控等各種約束條件下完成交會對接飛行方案設計；同時月球交會對接過程中，地面測控支持能力受限，受到對接機構大小的限制，對接精度的要求高。

國家航天局上午表示，后續(xù)嫦娥五號軌道器和返回器組合體與上升器分離，擇機返回地球。據(jù)悉，這個過程有望在今天完成。之后，嫦娥五號探測器進入環(huán)月等待階段，軌道器、返回器組合體從對接艙分離并進入月地入射點，在環(huán)月等待段飛行過程中，軌道器、返回器組合體進行軌道維持，等待月地入射窗口的到來，全力以赴做好返回地球的準備。

月地入射的主要目的是通過月球軌道上的軌道機動，使軌道器、返回器組合體進入月地轉移軌道，由于月地關系的不斷變化，月地入射窗口及入射點位置均受到嚴格約束，為理論上的零窗口；同時，月地入射的精度在一定程度上決定了返回器再入點精度，影響返回器的安全著陸，控制精度要求高。

嫦娥五號月球采樣返回，是我國航天領域迄今為止最復雜、難度最高的任務之一。由中國航天科工集團有限公司研制的嫦娥五號交會對接微波雷達，作為探測器在月球軌道中遠距離測量的唯一手段，成功引導探測器實現(xiàn)首次月球軌道無人交會對接。該對接技術也是嫦娥五號任務中“四大關鍵技術”之一。

月球軌道微波雷達是一組成對產(chǎn)品，由雷達主機和應答機組成，分別安裝在嫦娥五號探測器的軌道器和上升器上。當軌道器、上升器相距約100公里時，微波雷達開始工作，不斷為導航控制分系統(tǒng)提供兩航天器之間的相對運動參數(shù)，并進行雙向空空通信，兩部航天器根據(jù)雷達提供的信號調(diào)整飛行姿態(tài)，直至軌道器上的對接機構捕獲、鎖定上升器。隨后，上升器中的月壤樣品和容器轉移。

航天科工二院25所交會對接微波雷達總工程師孫武介紹，此前的載人航天工程任務中，我國航天器在近地軌道進行過多次交會對接，都應用了航天科工的微波雷達，五戰(zhàn)五捷的表現(xiàn)足以證明，我國已經(jīng)成功掌握交會對接技術。但不同的是，這次是在距離38萬公里之外的月球軌道，難度更大。

“與近地軌道相比，月球軌道沒有衛(wèi)星導航等服務資源，微波通信是中遠距離的唯一手段。月軌環(huán)境更復雜，要克服月球引力影響，所以自動交會對接對微波雷達提出的要求極為苛刻。為此，微波雷達團隊攻克了相位干涉儀測角、大寬角度測量等關鍵技術。”孫武說。

因為嫦娥五號的軌道器和上升器交會對接，是體量相差巨大的“大追小”復雜受力過程，采用了抱爪式的弱撞擊對接機構。這樣一來，需要微波雷達的測角精度更高?！拔覀儾捎昧藙?chuàng)新的誤差補償算法，進一步提高了微波雷達的測角精度，大幅提升了精準對接的勝算?！蔽⒉ɡ走_項目主任設計師賀中琴說。

此外，裝有對接用應答機的上升器在落月時難免形成揚塵，這些肉眼不可見的月塵干擾將會嚴重降低測角精度。為確保安全度過月球之旅，應答機上安裝了特殊材料的防塵罩，“就像給‘千里眼’戴上了‘護目鏡’，‘嫦娥’的這雙‘千里眼’，就不會變成‘近視眼’，甚至‘全盲’了?！鼻嗄暝O計師紀博說。

記者了解到，微波雷達在保證交會對接測量“本職工作”的同時，升級了航天器之間雙向空空通信的“第二職業(yè)”，從雷達與應答機之間“一問一答”的傳輸方式，升級至軌道器與上升器之間的“溝通對話”，實現(xiàn)了遙控指令和遙測參數(shù)的雙向傳輸?！耙郧熬拖窭蠋熒险n點名，雷達發(fā)消息，應答機答‘到’。而現(xiàn)在它們不僅自己要通話，還要負責上升器和軌道器之間的信息傳遞?！辟R中琴說。本報記者 張航

北京時間今天凌晨，攜帶著月壤的嫦娥五號探測器上升器與在環(huán)月軌道上的軌道器、返回器組合體成功實現(xiàn)交會對接，月壤順利從上升器轉移到了返回器中。我國首次月球軌道無人自動交會對接和樣品轉移取得圓滿成功！這背后，由中國航天科技集團八院研制的對接與樣品轉移機構功不可沒。

同樣名為“交會對接”，但嫦娥五號采用的對接方式與載人航天對接方式有很大區(qū)別。相比位于近地軌道運行的載人航天器，月球探測器的飛行距離更遠，受運載工具、燃料等限制更大，質(zhì)量、體積均有嚴格要求。因此，嫦娥五號探測器的對接機構必須做到小而精，其重量要減小到普通載人航天器所用的“異體同構周邊式對接機構”的十五分之一。

同時，嫦娥五號探測器的對接機構還要具備樣品容器捕獲、自動轉移功能，對接結構要求重量更輕、精度更高、過程更穩(wěn)。

“嫦娥五號探測器上采用了抱爪式對接機構，通過增加連桿棘爪式轉移機構，實現(xiàn)了對接與自動轉移功能的一體化，這些設計理念都是世界首創(chuàng)。”中國航天科技集團八院嫦娥五號探測器副總指揮張玉花說，抱爪機構具有重量輕、捕獲可靠、結構簡單、對接精度高等優(yōu)點。

“抱爪就像我們手握棍子的動作，兩個方向一用力，就可以把棍子牢牢地握在手中?！辨隙鹞逄栜壍榔鞲笨値熀鹩钫f，對接機構由3套K形抱爪構成，當上升器靠近時，只要對準連接面上的3根連桿，將抱爪收緊，就可以實現(xiàn)兩器的緊密連接。

對接完成后，還要將上升器上裝有月壤的樣品容器轉移到返回器中?！斑B桿棘爪式轉移機構采用了一個非常巧妙的設計，利用2套倒三角形構型的棘爪，通過4次伸縮，使得容器逐漸移動到返回器中?！焙鹩钫f。

捕獲、收攏、樣品轉移……這個過程在38萬公里之外高速運行的飛行器上實現(xiàn)卻并不容易?！霸虑蜍壍老鄬τ诘厍蜍壍烙袝r延，時間走廊較小，時效性要求非常高，必須一氣呵成完成對接與轉移任務?！睂訖C構與樣品轉移分系統(tǒng)技術負責人劉仲說，為此工作人員做了35項故障預案，從啟動開始到交會對接，全部采用自動控制。

作為工程研制單位，八院805所從2011年就開始相關技術的攻關和工程研制，突破了輕小型弱撞擊式對接、復雜接口自動樣品轉移、對接與轉移一體化等關鍵技術?！拔覀兿群筮M行了超過1000次樣品轉移測試，通過不斷地測試、優(yōu)化，確保自動對接與樣品轉移過程的萬無一失?！眲⒅偻嘎?。

嫦娥五號對接與樣品轉移機構的研制成功,為探月工程三期任務的實施奠定了堅實的技術基礎，同時也填補了我國在輕小型對接機構工程化研究領域的空白，將為后續(xù)深空探測等任務提供有力支撐。

之前，我國已先后進行了十次交會對接。那么，此次嫦娥五號月軌交會對接有什么特殊之處呢？簡單說，就是“一大追一小，一抓連一抱”。

在我國之前實施的交會對接中，對接的兩個航空器大小都差不多。而這次的月球軌道交會對接就不同了，上升器比軌道器和返回器組合體小了很多。在對接前，上升器的質(zhì)量大概只有三四百公斤，而軌返組合體加在一塊有將近2000公斤，這么大的質(zhì)量差距，如果采用此前簡單的碰撞對接會發(fā)生什么呢？想象一下，一個成年人跑步時撞到一個小朋友會怎么樣，就知道了。

所以，為了讓上升器不被撞飛，軌返組合體一方面要降低對接前的相對速度，同時也要在對接時迅速把上升器拉住。為此，科研人員特別設計了全新的對接機構。

在上升器上，有這么三個像單杠一樣的被動件。這三個單杠本身在對接中是沒有什么任何動作的，它們只是為軌返組合體提供一個抓手。那是什么設備抓它們呢？

來，我們看一下，就是軌返組合體上的這三個抱爪式對接機構。在對接之前，對接機構就像張開的手臂，一旦碰觸到上升器的被動件，它就會快速合攏，抱住上升器的被動件，并用力收緊，從而實現(xiàn)對接。

由于交會對接的軌道距離地球較遠，在對接過程中，還要確保對得準，因為，對接的相對位置誤差是不能超過5厘米的。一旦對得不準，沒有拉住上升器，再想重新對接一次可是就要費很大的力氣。

而為了能夠?qū)Φ脺剩蒲腥藛T給嫦娥五號安裝了一雙“千里眼”，使它們能夠?qū)崿F(xiàn)精準對接。

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