“但願人長久，千里共嬋娟。”
中秋除了賞月、吃月餅，
當然少不了“嫦娥”！
胖科特意為大家邀請了
中國運載火箭技術研究院
總體設計部型號設計師錢航老師
一起聊聊關於“嫦娥”的那些事兒~
胖科：錢航老師您好，我們都知道載人航天工程有三步走計劃，那麼嫦娥工程有具體的步驟計劃嗎？目前執行到什麼階段了呢？
錢航老師：胖科你好，嫦娥工程和載人航天工程一樣，也有自己的“三步走計劃”，分別是：繞、落、回。其中，“繞”是指繞著月球行動，變成月球的“衛星”，嫦娥一號不僅成功的實現了“繞月”的工作，還是我國第一個飛出地球軌道，邁向深空的探測器，實現了中國人千年奔月的夢想。嫦娥二號是嫦娥一號的備份，它除了完成自己的既定任務之外，還完成探測小行星等多個新任務。
“落月”是透過嫦娥三號和嫦娥四號完成的，“落月”是由著陸器和巡視器兩個部分組成，巡視器指的是玉兔號月球車，嫦娥三號帶的是玉兔一號月球車，嫦娥四號帶的是玉兔二號月球車，玉兔號能夠在月球上行走。其中，嫦娥三號是落到月球正面，而嫦娥四號是人類首次落到了月球的背面，解決了通訊等很多複雜的問題。
2020年實施了取樣返回工作，採集了土壤、岩石標本，最終帶回了1371克的月壤，這也就是嫦娥三期工程中的“回”。目前已經完完整整的把三期步驟都完成了。
胖科：目前月兔號還處於工作狀態嗎？除此之外，一個火星上的“祝融號”，一個月球上的“玉兔號”，這兩者之間有什麼相同和不同的地方嗎？
錢航老師：目前玉兔二號還在月球上工作。“玉兔號”和“祝融號”的相同點就是兩者都是另外一個星球上的巡視器，都能夠在另外一個星球上行走，只不過是一個在月球，一個在火星。但也正是因為兩者所待的環境不同，所以它們自身的配備的能力和應對特殊環境的功能都是不一樣的。
火星上相比月球是有大氣的，有大氣的存在就會有一些氣象活動，最顯著的就是沙塵暴，兩者都是透過太陽能帆板來獲得太陽能，形成自己的能量來源。但是在火星上由於沙塵暴的存在，會將太陽能帆板蓋住，火星車就會失去能量來源，所以，兩者在解決這個問題上也是不同的。另外，火星上的地貌非常複雜，火星車相對月球車來說在行走的過程中有兩個特殊的方面，一是可以像蟲子尺蠖一樣抬升自己往前行走，還可以像螃蟹一樣橫著行走，都是為了適應星球上獨特的特點來設計的一些不同的地方。
胖科：嫦娥工程有一個備份星的概念，主份星與備份星是完全一樣的嗎？
錢航老師：非常典型的就是嫦娥三號和嫦娥四號，嫦娥四號本身是嫦娥三號的備份星，但是科研人員透過精心設計與研製，使嫦娥四號“脫胎換骨”，成為與嫦娥三號不同的全新航天器。備份變首飛，嫦娥四號與嫦娥三號相比共有五大不同之處。
科學目標不同
嫦娥三號任務的科學目標是“測月、巡天、觀地”，即開展月球形貌與地質構造調查，開展月表物質成分和可利用資源調查，進行月球內部的結構研究和日-地-月空間環境探測與月基天文觀測。
而嫦娥四號任務的科學目標都是在月球背面完成的，包括實現月基低頻射電天文觀測，月球背面巡視區形貌、月球背面巡視區淺層結構探測等。因為沒有別的探測器到過月球背面，所以不論是探地形還是探月壤成分，應該都是人類第一次獲得的一手資料。
工程目標不同
實施重大航天實踐推動工程的進步，是中國航天跨越發展的重要途徑和經驗，月球探測工程更是如此。嫦娥三號任務的工程目標有三個：突破月面軟著陸、月面巡視勘察；研製月面軟著陸探測器和巡視探測器，建立地面深空站；建立月球探測航天工程基本體系，形成重大專案實施的科學有效的工程方法。嫦娥三號任務圓滿成功，為我國航天事業發展樹立了新的里程碑，在人類攀登科技高峰征程中重新整理了中國高度。
站在這樣的起點上，嫦娥四號向著更高峰邁進，將任務的工程目標鎖定在兩個“首次”：人類首次實現月球背面軟著陸和巡視勘察；首次實現地月L2點中繼星對地對月的測控、資料傳輸中繼。
有效載荷不同
嫦娥四號與嫦娥三號的身形和“骨架”相同，攜帶的裝備卻大為不同。
嫦娥三號攜帶的有效載荷大致可以分為三類：第一類是用來觀察月球的，主要裝置包括全景相機、地形地貌相機、測月雷達等；第二類是用來觀測宇宙的，主要由月基光學望遠鏡承擔；第三類是用來觀察地球周圍的等離子層的，各有各的用處，相互配合。
嫦娥四號降落的月球背面，對於不少科學研究來說具有天然的優勢。月背非常“乾淨”的，可遮蔽地球無線電干擾。根據著陸區域和科學目標的變化，科研人員對嫦娥四號攜帶的科學載荷做了很大的調整，把8臺有效載荷帶往月球背面馮·卡門撞擊坑。
著陸環境不同
嫦娥三號著陸區是月球正面的虹灣。那裡佈滿了月海玄武岩，地勢較為開闊、平坦，位於大型撞擊坑、月海、高地（山脈）交匯地區，有利於科學勘察目標的選擇，當然也有利於與地球的通訊聯絡。
嫦娥四號的主著陸區為月球背面靠近南極一個叫馮·卡門撞擊坑的地方，這裡著陸區面積比虹灣地區小了許多，因為月球背面山峰林立，大坑套小坑，很難找出再大一些、平坦一些的地方，供嫦娥四號安身。嫦娥四號著陸器在凹凸不平的地方軟著陸，需要具有比嫦娥三號更準確的著陸精度。
通訊方式不同
不論人類的探測器飛到多遠，都需要深空測控通訊系統作為聯絡的“紐帶”。由於深空任務週期長、通訊時延大、訊號微弱等原因，使深空測控通訊實現起來更為困難，無論對星上裝置還是對地面裝置等都帶來了新挑戰。對於落在月球背面、沒有任何通訊訊號的嫦娥四號來說，通訊顯得難上加難。它無法向嫦娥三號那樣直接和地球上取得聯絡，“飛鴿傳書”的任務就落到“鵲橋”中繼衛星的肩上。透過早先發射併成功架設在地月拉格朗日L2點的中繼衛星，實施與地面的通訊訊號“接力”，嫦娥四號才得以與地球保持聯絡。
除了以上五大不同，研製隊伍聚焦新情況，從軌道設計、動力下降策略、休眠喚醒策略等方面進行了系統設計，突破一系列關鍵技術，同時制定了符合任務特徵的故障預案，全力鑄就嫦娥四號非凡之旅。
胖科：送嫦娥系列的探測器登上月球用的都是什麼型別的火箭呢？為什麼要選擇“胖五”送嫦娥五號登上月球呢？
錢航老師：嫦娥一號到嫦娥四號用的都是我國的長征系列火箭，屬於同一款火箭，而我們的嫦娥五號用的是長征五號運載火箭。
長征五號火箭（俗稱“胖五”）是我國目前運載能力最強的火箭，近地軌道的運載能力達25噸，地火轉移軌道的運載能力為6噸，地月轉移軌道的運載能力為8.2噸。此前，長征三號甲火箭、長征三號丙火箭以及長征三號乙火箭承擔了發射我國月球探測器的任務，相繼發射了嫦娥一號、嫦娥二號、嫦娥三號和嫦娥四號四個月球探測器，完成了對月球的環繞探測、著陸探測和巡視探測。
執行本次嫦娥五號的發射任務，非長征五號莫屬。原因有以下幾點：
從原理上講，採用多大運載能力的火箭發射探測器取決於兩個因素：一是看探測器有多重，二是看探測器要飛往哪裡。本次嫦娥五號探測器整體重約8.2噸，目的地是38萬公里之外的月球，我國目前運載能力最強的長征五號火箭剛好能夠滿足要求，因此必須用長征五號火箭發射。
胖科：我們在觀看發射的直播時注意到，從“點火”口令下達之後到箭體起飛之間還有一小段空白時間，請問這是怎麼回事兒呢？
錢航老師：從“點火”口令下達到火箭‘起飛’，這段時間大概是9秒，屬於正常的發射流程，在這短短几秒鐘的時間裡，火箭最先工作的測量系統、控制系統、動力系統、測發控系統四大系統，完成了上千個步驟。首先，火箭測量系統在火箭點火之前就開始進行箭體內部儀器裝置壓力、流量、液位等測量，點火後開始記錄、回傳火箭各系統儀器裝置引數資訊。
之後，發射現場的01指揮發布“點火”口令，火箭的大腦——“控制系統”給動力系統發出“命令”，助推器和芯一級相繼點火，發動機在幾秒鐘之內進入滿負荷工作狀態；與此同時，地面測發控系統與“點火”口令同時啟動，它迅速計算好火箭的初始位置引數，準備跟蹤。我們在發射直播時常聽到的“某某跟蹤正常”，就屬於地面測發控系統。
在這四大系統初始的工作，很多都是我們無法直觀看到的，但其實也有一些對應的“小動作”是我們可以看到的，如各種地面插頭的脫落。地面設施和火箭連線的插頭大致可以分為兩大類：供氣、供液的管路插頭和供電的管路插頭。前者在火箭進入特定程式時自主脫落。而後者會堅守到火箭起飛的最後一秒，被火箭上升推力“拉斷”。隨後，火箭正式進入靠自身攜帶的電池供電的階段。
“推重比”是決定火箭從點火到起飛這段時間長短的關鍵，“推重比”，即火箭的推力和重力之間的比例，點火後，推力越來越大，直到超過火箭的重力，才能把火箭抬起來，推著它飛向太空。在長征火箭家族，長征五號系列的火箭推重比最小，需要9秒鐘才能把火箭抬起來；長征二號丙火箭的推重比最大，它從點火到起飛的時間只要兩三秒。相比之下，觀看長征二號丙火箭發射的人可以少緊張一會兒，就能看到火箭起飛了。
胖科：從專業的角度出發，我們為什麼要探索月球呢？
錢航老師：去到月球我們可以瞭解到很多人類新的資訊，比如說地球的起源以及太陽系的起源，當然月球上還能找到一些地球上沒有的稀有元素，人類要去到遙遠的深空，也必須透過月球這個中轉站，推動科學技術的進步，讓更多的技術開始服務我們的民眾，讓大眾的普通生活也越來越好，這實際上是關乎整體的統籌發展，最終實現讓人類更加進步，讓生活更加美好。
看到這裡，
大家對於“嫦娥”還有什麼新的問題嗎？
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關於月球還有很多謎底等著我們去揭曉，
探索永不止步，
讓我們一起加油！
