嫦娥五號月壤取樣任務順利完成後，有網友翻出了2005年刊有各國探月計劃的報紙，評論道：“大家都在吹牛，怎麼中國就當真了？”是的，中國航天人15年前種下了深空信念的種子，默默耕耘，終得繁華！
在探月工程中，嫦娥五號完成了“5個首次”的突破，其中有3個核心技術都依賴於我們的GNC系統。而為了這個系統的研發，我們團隊奮鬥了十年。
這十年一路走來，正是“追逐夢想、勇於探索、協同攻堅、合作共贏”的探月精神，指引著我們創造了從“奔月”到“攬月”的跨越，也必將在深空領域引領著一代代航天人開闢嶄新未來。
––鄭永潔
鄭永潔
探月工程GNC系統副主任設計師
什麼是GNC？
大家好！我是鄭永潔，來自航天五院502所，是嫦娥五號GNC分系統副主任設計師。我今天演講的題目是“以夢為馬，不負韶華；弘揚探月精神，追逐深空夢想”。
這份報紙相信很多人都已經看過了，報紙的背景是2005年，國際上興起了21世紀第一次月球探測熱潮。各航天強國、大國，紛紛公開了自己的月球探測計劃。
如，日本計劃在2025年建立月球基地，美國計劃在2015年重返月球。當然這裡面也包括我們國家提出的，要在2020年前後實現月球無人取樣返回的“繞、落、回”三步計劃。
那麼嫦娥五號任務為什麼能得到大家的關注？它的任務究竟有多複雜？我們可以一起來看一下，這張嫦娥五號的飛行剖面簡圖。
自長征五號運載火箭，將探測器送入地月轉移軌道開始，長征五號需要完成近月制動、月面著陸、月表取樣與封裝、月面起飛、月球軌道交會對接，以及近第二宇宙速度再入返回等一系列環節。這些環節環環相扣，就像一場刀尖上的舞蹈，任何一個環節出現失誤則整個任務失敗，可謂中國航天的一場大戲。
嫦娥五號任務有5個首次。分別是首次月表取樣封裝；首次月面起飛；首次月球軌道交會對接；首次攜帶月壤，並以近第二宇宙速度再入返回地球；以及首次建立月壤的儲存與科研系統。
在這5個首次中，有4個都由探測器系統負責，而這其中3個都是以GNC為核心。也就是我們團隊為之奮鬥了十年的GNC系統。
GNC，是英文字母guidance navigation control的縮寫，就是制導導航與控制，也就是控制航天器飛行的控制系統。嫦娥五號探測器就是在GNC分系統的控制下，飛向月球、環繞月球、月面著陸、起飛交會對接以及最後的返回地球。
可以說一般的衛星設計重在服務載荷，而嫦娥五號玩的就是GNC。
我所參與的，便是近第二宇宙速度再入返回GNC系統和月球軌道無人交會對接GNC系統的研製。
近第二宇宙速度再入返回，其實是探月三期專案的第一個關鍵技術。這是個什麼概念呢？當返回器攜帶月壤奔向地球的時候，它的速度已經接近了第二宇宙速度，11km/s，相當於35倍的音速。
而由於地月關係以及我國土位置的限制，我國的月球返回器必須要飛行6000多公里的航程，才能到達內蒙古預定著陸區。這期間，返回器需要經歷40多分鐘的自主飛行，而落點精度必須控制在30公里範圍內。相比之下，美國的深空返回器則可以在太平洋上的任何地方著陸，美國海軍都可以回收。
那麼為了減速，也為了降低過載峰值、熱流密度，以及克服各種美蘇沒有的約束條件，我們不得不採用“打水漂”式二次再入的方式——也就是初次進入大氣層，然後藉助大氣升力重新運出大氣層，自由飛行一段時間後再次進入大氣層。
可以想象，在初次進入大氣層後，如果控制稍有偏差，那麼返回器極有可能越出大氣後再也無法回到地球；又或者直接扎向地面、落在異國他鄉，甚至解體。歷史上，只有前蘇聯完成過跳躍式二次再入飛行。號稱整合世界最頂級技術的美國獵戶座飛船，至今尚未開展過二次再入飛行實驗。
為了完成這個任務，我們攻克了自適應預測校正GNC技術。在研製過程中，我們進行了百萬次的模擬飛行實驗，確保“太空水漂”的全過程狀態可控，並擁有最佳的飛行路徑。
與此同時，國家批覆了返回飛行試驗任務，於2014年發射併成功返回。專門開展一次發射任務來驗證一項關鍵技術，這在中國航天史上也是史無前例的，從這兒也可以看出返回再入技術的難度。
2020年的12月16號，距離2014年的再入返回試驗已經過去了6年，這一天，我們再次返回並攜帶月壤。當晚22時，當經過巡遊迭代得到的最後一組制導引數注入後，我們一起屏住呼吸，期待著夢想的實現。
在一雙雙關切的眼神中，返回器像6年前一樣，穩穩地劃過一條美麗的曲線，飛越印度洋，飛向國土上空，直奔四子王旗預定著陸區中央，最終創造了遙遙領先的世界最高落點精度。
人類首次月球軌道無人交會對接
如果說近第二宇宙速度再入返回，我們已經有過了飛行驗證；那麼月球軌道交會對接，則是首次開展。
按照任務流程，當上升器完成月面起飛，進入環月軌道後，燃料已經所剩無幾，需要由軌返組合體接近上升器，與之形成對接組合體，為月壤轉移創造條件。
美國曾在阿波羅任務中進行過月球軌道交會對接，不過它是由航天員手控完成的。而嫦娥五號將要實施的，則是人類首次月球軌道無人交會對接。
2020年12月6日的凌晨2點，我最緊張、最激動的時刻來了。因為嫦娥五號上升器和返回器的這一次“牽手”，是已知世界上最難的一次空間交會對接，將要開啟的是人類環月軌道無人自主交會對接的新紀元。
這是從軌道器監視相機看上升器的樣子。
在任務實施前，我胸有成竹，因為這是我自己完成的系統，我非常有信心，不可能有問題。可是就在轉入自主的那一刻，我卻一下子不自信了，我身旁的王勇副總師也發出了感嘆“壓力驟然增大”。
“不要怕，做過全物理試驗的”當時的我是在心裡默唸這句話，可是嘴巴上不自覺卻把這句話說了出來。王勇副總師給我投來了一個微笑。我那一時刻其實特別能理解他們的心情，我知道他們跟我一樣地緊張，又一樣地在理性地說服自己。
這便是我所說的全物理試驗，也就是研製過程中的交會對接與樣品轉移全物理試驗。
在全世界最平的氣浮平臺上，我們經歷了不計其數的失敗和自我否定。那些嚴苛、再嚴苛一點的推演討論場景，一幕幕地浮現在我的眼前。
我記得2015年6月25號的時候，那一天我們完成了最後一組極端拉片工況下的試驗資料的分析，所有指標均滿足預期。我們大家擁抱在一起，喜極而泣，因為我們知道，攻關其實在這個時候已經有了結論了，在這個試驗中能對上，上天一定沒有問題。
時間一分一秒地走過，3小時很快就過去了，來到了最後逼近段。這次月球軌道交會對接的精度需求，即使算上地球軌道的同類任務，也是精度要求最高的一次。看著監視相機裡越來越大的上升器，每一次噴氣控制引起的姿態晃動，緊張到喉嚨的心都會被牽扯著跟著震動起來。
“5米，3米，1米……0.9，0.6”我已經完全聽不清周圍的任何聲音，就好像進入了夢境一樣。以往試驗裡總覺得慢吞吞的最後靠攏過程，在那個時候一下變得如此地迅速，根本來不及檢查遙測引數，也來不及做出任何的反應，就已經達到對接初始條件。直到歡呼聲傳過來，我才驟然從懵懂中醒過來：對接成功了。
2020年12月17日凌晨2點，返回器安全落地，螢幕上傳來了地面工作人員搜尋返回器的畫面。堅守了十年的任務終於成功了，大家都興奮極了，熱烈地擁抱在一起，合影拍照，一片歡騰。
訊息傳開以後，有網友找出了剛才那張報紙，評論道：“全世界都在吹牛，怎麼中國就當真了？”是的，我們在15年前種下種子，默默耕耘，如今終得繁華。航天人，幸不辱命！
習總書記說，有信念、有夢想、有奮鬥、有奉獻的人生，才是有意義的人生。嫦娥五號研製的十年，正是我們一大群心懷深空信念的人，追夢的十年、奮鬥的十年、奉獻的十年，也是最有意義的十年。
在這十年間，我們彙集了全國眾多的科研院所、大型國企，涉及到的單位仍不計其數，堪比一場戰爭。作為總體單位，我們在研製過程中，無論缺什麼材料，哪家單位實力最強，我們都直接對接合作，所有參與單位全部大力協同，毫不計較。
正如習近平總書記在賀電中指出的那樣，嫦娥五號任務的成功，是發揮新型舉國體制優勢攻堅克難取得的又一重大成就，標誌著中國航天向前邁出了一大步。
如今，中國的探月三期工程已經如期實現，發展的曲線已在悄然生長。以嫦娥五號任務圓滿成功為起點，探月工程四期、載人登月工程、行星探測工程也都相繼展開。
偉大的事業產生偉大的精神。回過頭看，那些我們最初的信念，頑強的拼搏，制勝的法寶，璀璨的成績，正是我們“追逐夢想、勇於探索、協同攻堅、合作共贏”的探月精神。
一路走來，它不僅指引著航天工作者們創造了從“奔月”到“攬月”的跨越，也必將在深空探測領域引領一代代航天人不斷開闢嶄新未來。
謝謝大家！
（本文未經造就授權，禁止轉載。）
編輯 | 餘冰妤
版面 | 魏婉瑩
影片 | 唐盼盼
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