嫦娥五号探测器6日成功完成中国首次月球轨道无人交会对接，样品容器也安全转移至返回器中。

嫦娥五号上升器与轨道器返回器组合体完成交会对接画面。（图片来源：新华社）

探测器将择机返回地球

综合中新社、北京《中国青年报》客户端报道，北京时间12月6日5时42分，嫦娥五号上升器成功与轨道器和返回器组合体交会对接，并将样品容器安全转移至返回器中。

据悉，从上升器进入环月飞行轨道开始，通过远程导引和近程自主控制，轨道器和返回器组合体逐步靠近上升器，以抱爪的方式捕获上升器，完成交会对接。

后续，嫦娥五号轨道器和返回器组合体将与上升器分离，择机返回地球。

在北京航天飞行控制中心指挥大厅拍摄的嫦娥五号上升器在轨将月球样品容器转移至返回器画面。（图片来源：新华社）

什么是“抱爪方式”？

新华网报道，“所谓的抱爪，形象地说，就像手握棍子的动作，两个方向一用力，就可以把棍子牢牢地握在手中。”中国航天科技集团八院嫦娥五号轨道器技术副总负责人胡震宇介绍，探测器采用的对接机构就是由3套K形抱爪构成的，当上升器靠近时，只要对准连接面上的3根连杆，将抱爪收紧，就可以实现两器的紧密连接。

“抱爪机构通过增加连杆棘爪式转移机构，实现了对接与自动转移功能的一体化，这些设计理念都是世界首创。”八院嫦娥五号探测器副总指挥张玉花说。

和近地轨道交会对接相比难度更大

捕获、收拢、转移，看似简单的过程，但在38万公里外高速运行的飞行器上实现却没那么简单。

中国航天科技集团八院对接机构与样品转移分系统技术负责人刘仲介绍：“对接全步骤要在21秒内完成，1秒捕获、10秒校正、10秒锁紧。从启动开始到交会对接，全部采用自动控制。”

此次，由中国航天科工集团二院25所研制的嫦娥五号交会对接微波雷达，作为中远距离测量的“助手”，成功引导完成了嫦娥五号的交会对接任务。

据研制单位介绍，嫦娥五号交会对接微波雷达是一组成对产品，由雷达主机和应答机组成，分别安装在嫦娥五号探测器的轨道器和上升器上。当轨道器、上升器相距约100千米时，微波雷达开始工作，不断为导航控制分系统提供两个航天器之间的相对运动参数，并进行双向空空通信。两航天器根据雷达提供信号调整飞行姿态，直至轨道器上的对接机构捕获、锁定上升器。随后，上升器中的月壤样品和容器进行转移。

25所交会对接微波雷达总工程师孙武介绍，在此前的载人航天工程任务中，中国航天器在近地轨道进行过多次交会对接，都应用了航天科工的微波雷达。“但不同的是，这次是在距离38万公里之外的月球轨道，难度更大。”孙武说。

“与近地轨道相比，月球轨道没有卫星导航等服务资源，微波通信是中远距离的唯一手段。月轨环境更复杂，要克服月球引力影响，所以自动交会对接对微波雷达提出的要求极为苛刻。为此，微波雷达团队攻克了相位干涉仪测角、大宽角度测量等关键技术。”孙武说。

此外，装有对接用应答机的上升器在落月时难免形成扬尘，这些肉眼不可见的月尘干扰将会严重降低测角精度。为确保安全度过月球之旅，应答机上安装了特殊材料的防尘罩。“就像给‘千里眼’戴上了‘护目镜’，‘嫦娥’的这双‘千里眼’，就不会变成‘近视眼’，甚至‘全盲’。”25所设计师纪博说。

实现遥控指令和遥测参数双向传输

事实上，25所研制团队为这次交会对接打造的微波雷达，不仅是“千里眼”，更是“顺风耳”，升级后的它更小巧、更强大、更可靠。

微波雷达在保证交会对接测量“本职工作”的同时，还升级了航天器之间双向空空通信的“第二职业”。从雷达与应答机之间“一问一答”的传输方式，升级至轨道器与上升器之间的“沟通对话”，实现了遥控指令和遥测参数的双向传输。

“以前就像老师上课点名，雷达发消息，应答机答‘到’。而现在它们不仅自己要通话，还要负责上升器和轨道器之间的信息传递。”25所微波雷达项目主任设计师贺中琴说。

同时，在此前交会对接微波雷达已经实现减重一半的基础上，这次又进一步开展了轻量化改进。“每一克重量的减轻，对嫦娥五号任务的意义都是重大的。”孙武说。