嫦娥 - 5 立管成功地与轨道器和返回装置组合对接，样品容器安全地转移到可回收装置上。

这是中国首次实现月球轨道交会对接，也是人类首次在月球轨道上进行无人会合和对接。嫦娥五号将于 12 月中旬和下旬返回地球。

担负着月球取样和返航任务的嫦娥五号探测器，又一次成功地越过了重要的水平。12 月 6 日 05：42，嫦娥 5 号起立管成功地与轨道飞行器和返回装置组合对接，并于 06：12 安全地将样品容器转移到返回装置。这是中国首次实现月球轨道交会对接，也是人类首次在月球轨道上进行无人交会对接。

月球轨道交会对接有多难

就像 "穿针引线" 在广阔的空间里。

据国家航天局月球探索与航天工程中心副主任、嫦娥五号任务发言人裴兆玉介绍，嫦娥五号冒口成功地从月球表面起飞，进入初始交会对接轨道，然后在地面测控系统的远距离指导下，到达轨道返回组件前部和上方预定的位置，然后自行进行近程制导，接近危险装置，完成月球轨道交会对接，最终完成轨道内样品的转移。

两艘宇宙飞船在太空中的交会对接就像一根 "针铅"，在中国的低地轨道交会对接已经多次由神舟和天宫进行，但这是第一次在月球轨道上。

专家指出，在离地球 380000 公里的月球轨道上交会对接必须在规定的时间内完成，如果时间太长，卫星的能量和热控制将无法支持。此外，月球轨道的 1：3 位于月球背面，没有测量和控制信号，也没有卫星导航星座用于飞机导航。为了准确预测两艘航天器在月球轨道上的位置和速度，达到交会对接所需的精度，对地面测控系统和导航控制技术提出了很高的要求。如果不成功，将需要两至三天的时间安排会合和对接，而且每月转移的返回窗口有很高的风险。

在交会对接过程的短程自主控制阶段，地面人员只能“看棋不说一句话”。由于月球轨道交会对接精度要求达到厘米级，地月距离太远，这一阶段的交会对接过程将由航天器的制导、导航和控制系统来完成，难度很大。

在近程自主控制阶段，制导、导航和控制系统实时调整轨道和姿态。在微波雷达、激光雷达和交会对接相机的中继支持下，轨道返回组件逐渐赶上升降器，直至“手拉手”，双方保持同一速度飞行。

“与狮子座相比，月球轨道环境更为复杂，对微波雷达自动交会对接的要求极为严格。”中国第二航天科工学院第二十五研究所总工程师孙武，介绍了我国航天器多次在近地轨道交会对接，微波雷达已成功应用。为了指导月球轨道首次无人交会对接，专门研制了嫦娥五号微波雷达。

当返回轨道组件与升空距离约 100 公里时，微波雷达已开始工作，连续向导航控制子系统提供两个航天器之间的相对运动参数，并进行双向通信。两个航天器根据雷达提供的信号调整飞行姿态，直到轨道飞行器上的对接机构捕获并锁定升空器。

如何确保“手拉手”的成功

开创爪持机构的设计理念

在月球轨道上，轨道返回组合的重量约为 2.3 吨，如何在交会后与重达约 400 公斤的升降机顺利“牵手”？

据中国航天科技集团专家介绍，与我国掌握的地球轨道交会对接方法不同，采用小星星追大恒星和弱撞击法实现对接。嫦娥五号轨道返回组合体是一颗大恒星追逐一颗小恒星，碰撞对接可能会导致升空器相撞飞行。因此，嫦娥五号所采用的停止控制和抓取方式是，在追赶升降机、以相同速度飞行的过程中，嫦娥五号从后面“伸出”拉动升降机，然后收紧，实现对接。在这个过程中，如果轨道返回组合不小心，就会碰撞光的上升。这就要求轨道返回组件对速度、位置、微重力环境和热环境有非常细致的把握，以高控制精度保证任务的完成。

为了抓紧双手，对接机构的三个活动部件“抱爪”安装在导轨回位总成上，在运动过程中，这三个部件完全靠近升降器，将升降器拉入臂内，完成“紧”的交会对接。

“夹持机构重量轻、抓取可靠、结构简单、对接精度高。嫦娥五号船采用爪式对接机构。通过增加连杆棘爪式转换机构，实现了对接与自动转换功能的集成。这些设计理念是中国科学技术研究院副院长张玉华首先说的。

“所谓抓爪，就是把棍子握在手里的动作。嫦娥五号轨道飞行器副总技术官胡振宇说，探测器采用的对接机构由三组抓爪组成。当升降机接近时，只要将连接面上的三个连杆对齐，夹紧爪拧紧，就可以实现两个装置的紧密连接。

轨道返回组件与立管对接完成后，一个重要的动作就是将立管上有月球土的样品容器转移到返回器上，并稳定地固定在样品室中。

在载人航天任务中，当神舟飞船与天宫实验室对接时，有足够的空间供航天员通过舱内。虽然月球样本很小，但用于转移的通道和容器也非常小。这样的小动作在过去人类航天史上从未出现过。

这看似是一个简单的捕获、折叠和转移过程，但要在 38 万公里外高速运行的航天器上实现却不容易。对接机构和样品转移子系统的技术负责人刘忠说，有 35 个应急计划。

12 月 6 日 12 时 35 分，嫦娥五号轨道飞行器与再入与升空组合体成功分离，进入绕月等待阶段，准备返回地球。按照计划，嫦娥五号将于 12 月中下旬返回地球。

在中国此前的登月任务中，有航天器在月球轨道上飞行了很长一段时间，或最终完全脱离月球引力场，进入更远的星际空间。这是第一次从月球轨道返回地球。

专家指出，精确设计返回轨道是嫦娥五号在内蒙古四子王旗预定着陆场成功着陆的关键保证。对于负责嫦娥五号的搜索和回收的地面测控与回收系统来说，要想时刻“看到”飞船和月球，还需要通过深空测控站、中继卫星和远洋空间测量船密切关注嫦娥五号。

当嫦娥五号轨道飞行器从月球向地球呼啸而过时，它将在距离地球约 5000 公里的高度释放。随后，它将以每秒 11 公里左右的第二次太空速度单独返回地球，比神舟载人飞船从近地轨道返回地面要快得多。

为了解决减速问题，科技人员设计了半弹道跳跃返回的方法。当再入体进入地球大气层时，经过减速，它将再次跳出大气层，然后再次进入大气层。这样，再入体进入地球大气层的速度将从每秒十余公里降低到每秒七几公里，从而达到安全着陆的目的。