从嫦娥五号回家 看中美苏三国太空竞赛格局

12月17日凌晨1点59分，嫦娥五号返回器成功在内蒙古四子王旗着陆场着陆，中国首次月球无人采样任务圆满结束!

从绕月，发射探测器，到软着陆到建立观测点并采集样本，历时23天。而从2003年开始启动到完成最后任务采样返回地球，历时约17年，对比当年预计的20年足足少了三年时间，这一步一步浇灌的都是中国科学家们的心血。

嫦娥五号探测器需要进入近地点200公里、远地点41万公里的地月转移轨道，对运载火箭的能力提出了很高的要求。

而这一重任便落到了有“胖五”之称的长征五号火箭。

它作为我国新一代大推力运载火箭，起飞重量约870吨，地球同步转移轨道(GTO)运载能力可达14吨。

可以说是名副其实的“大力士”，而嫦娥五号此次的成功发射，也标志着中国航天史上的四个首次。

1、首次月面采样返回

从月球表面采样样品返回，是这个任务的核心。此次嫦娥五号成功实现人类史上首次在月球背面进行软着陆，而这里在中国到达之前一直是一个无人区，可以想而知这里面需要攻克的技术困难。

两点之间直线最短，在月球正面降落绝对比在背面更简单，不仅是时间更短，而且在太空多耗一秒，都有可能出现意料之外的事。

2、首次月面起飞上升

完成月球表面样品采集工作后，上升器就要带样品起飞上升，与轨返组合体对接。

月球表面环境复杂，着陆器不一定是四平八稳的状态，很有可能落在斜坡上或者凸起、下凹等不同的地形上，给起飞带来了很大的难度。

克服地月环境差异、发动机羽流导流空间受限等是非常棘手的难题，必须依靠航天器“自力更生”，实现起飞时自主定位、定姿。

为了确保上升器能够顺利起飞上升，航天科技集团五院嫦娥研制团队进行了大量的试验验证，并建立了一整套环环相扣的系统保证任务，为嫦娥五号胜利迈出回家一步保驾护航。

3、首次实现月球交会对接

当着陆器托举上升器实现月面起飞上升后，仅仅依靠上升器是不可能实现返回地球的。

它需要飞到月球轨道上，在这里与轨返组合体交会对接，把采集到的月壤转移到返回器。

嫦娥五号采用具有世界先进水平的月球轨道交会对接技术，实现上升器与返回器等的对接，完成样品的交接。

从上升器进入环月飞行轨道开始，一直到轨返组合体与上升器完成对接与样品转移为止，设计师们为嫦娥五号设计了交会、对接、组合体运行、轨返组合体与对接舱分离等一系列关键动作，助推嫦娥五号实现完美对接。

4、首次带月壤高速再入返回地球

月球距离地球有38万公里远，返回器还携带着2千克的月壤样品。

返回时，飞行速度是接近每秒11公里的第二宇宙速度，而一般从近地轨道返回的航天器速度大多为每秒8公里的第一宇宙速度。以这样的速度进入大气层，很容易因高温而被烧毁。

要在进入大气层阶段把速度降下来，所以飞行试验器返回舱选择了半弹道“跳跃式”再入返回技术。

这就像在太空打水漂一样，整个再入返回过程就是让返回器先是高速进入大气层，再借助大气层提供的升力跃出大气层，然后以第一宇宙速度扎入大气层，返回地面。

1957年10月4日，苏联使用R-7火箭成功发射了人类历史上第一颗人造卫星，标志着人类从此进入了利用航天器探索外层空间的新时代。

人类历史上的第一颗人造卫星

在历史上，美国认为自己有大西洋和太平洋两大屏障，无论欧亚大陆的战争如何惨烈，自己的本土总是安全的。但是，苏联人造卫星的发射，标志着对手拥有将核弹头投送到美国本土的能力。于是，美国人开足马力，投入大量资源进入到与苏联的航天竞赛当中。俗话说，充钱就会变强，这句话放到科研领域也是适用的，就在苏联人发射第一颗人造卫星的第二年，冯.布劳恩也将美国的人造卫星送上了太空。

从纳粹德国火箭负责人到美利坚航天领头人的冯.布劳恩

在实现自主发射人造卫星后，美苏两国下一步目标是将人类送上太空。这一回合，苏维埃社会主义共和国联盟再次领先。1961年4月12日，宇航员加加林登上了耸立在拜科努尔航天发射场的东方一号宇宙飞船。9点零7分，飞船点火发射，奔向预定的地球轨道，加加林在完成环绕地球一周的航行后，成功跳伞着陆。虽然，加加林的整个太空飞行只持续了108分钟，中间还遇到了不少小问题，但这并不影响其伟大的历史意义。

苏联载人航天的成功，迫使美国采用举国体制与之竞争，竟成就了人类历史上的又一次壮举。1961年，白宫的新主人肯尼迪，雄心勃勃地宣布了一个雄伟的航天计划——10年内完成人类的登月，这就是著名的阿波罗计划，该计划的火箭总设计师仍是冯.布劳恩。

为保障计划成功，全美动员了上百所大学、研究机构、公司，两万多名科学家，40万名工作人员直接或间接的参与了这项航天计划。毫无疑问，登月远比载人进入地球轨道难得多，为此冯.布劳恩设计了人类历史上最大的火箭土星五号。

终于，1969年阿波罗11号将阿姆斯特朗3人送上月球并安全返回，人类的足迹第一次踏上了地球以外的土地。

随着第一枚人类足迹由美国宇航员阿姆斯特朗印在月球表面，美苏的登月技术竞赛以美国获胜而告终。

面对美国人的成功，苏联决定使用无人月球探测器着陆月球并取样返回，实现获取月面土壤样本用于研究的目的。

1970年发射升空的“月球”16号是苏联首次成功的无人探月取样任务。这一次，它带回地球的，不仅仅是101克的月球样本，更是苏联月球探测领域的荣誉。

苏联科研人员正在对准备发射的“月球”16 号进行最后的检查，1970 年。两名工作人员检查的部分即为“月球”16 号装载月面样本上升返航的上升段。

苏联时代在无人探测器月球取样返回任务方面成果颇丰。1970年的“月球”16 号、1972年的“月球”20号以及1976年的“月球”24号先后3次成功将月面样本送回地球。但是这3次在总计7次采样返回任务中，成功率尚不足50%。月球样本中的一部分被分送给美国、法国和英国科学家。

美国通过“阿波罗” 登月行动，不仅成功地将人类航天员送上了月球表面，还多次从月球表面采集到了重量不小的土壤和岩石样本。苏联虽然由于火箭技术问题被迫放弃了载人登月计划，但通过无人探测器成功着陆月球并返回，也带回了月球土壤和岩石样本。

因为拿到了月球样本，苏联在此后与美国进行的月球样本交换中才多少有了些平等感。1976 年的“月球”24 号是苏联第三次也是最后一次成功的无人采样返回月球探测器。本次任务采集了170克月球样本，其中的一克被用来和美国NASA进行了交换。 

每个国家都想在太空中拥有一个属于自己的太空基地，这是一个占领高地的竞争。月球基地可以利用月球低重力、弱磁场、高真空等特殊的环境展开大量的科学研究，可以进行物理、化学、天文、地质等多学科研究和原位资源利用，促进基础科学的创新和发展;月球上的资源远远比人们想象的更加丰富，未来地球上的能源问题可能需要仰仗月球的扶持!

除此之外，月球带来的经济效益是难以计数的，当初美国的“阿波罗计划”就带来了3000多项专利，这中间的经济利益简直无法想象。

强国之间的竞争已经向太空蔓延，未来太空竞赛局势如何，我们拭目以待。

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