2021年三支一扶行測備考：嫦娥五號

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11月24日4時30分，我國長征五號遙五運載火箭在海南文昌航天發射場點火升空，經過2200多秒的飛行，成功將“嫦娥五號”月球探測器送入地月轉移軌道，開啟我國首次地外天體采樣返回之旅。

今年最具“分量”的發射 探測器重達8.2噸

長征五號運載火箭是我國新一代大推力低溫液體運載火箭，全長近57米，起飛重量約870噸，起飛推力超過1000噸，由中國航天科技集團有限公司第一研究院抓總研制。

長征五號運載火箭總設計師李東介紹，長征五號運載火箭采用“兩級半”構型，芯一級、芯二級直徑為5米，芯一級捆綁四個直徑為3.35米的助推器，芯級和助推器全部采用液氫、液氧、煤油等無毒無污染推進劑;地球同步轉移軌道(GTO)運載能力可達14噸，是目前我國運載能力最大的火箭。

由于芯級直徑大于其他長征火箭，長征五號運載火箭被親切的稱為“胖五”，因為采用了液氫、液氧等低溫推進劑，長征五號運載火箭也獲得了“冰箭”的稱呼。

長征五號遙五運載火箭發射的“嫦娥五號”月球探測器重達8.2噸，是我國目前發射的重量最重的探測器。“嫦娥五號”探測器需要進入近地點200公里、遠地點約41萬公里的地月轉移軌道，對運載火箭的能力提出了很高的要求。

開啟我國首次地外天體采樣返回之旅 實現三大工程目標

此次任務有望實現我國航天史上的多個“首次”：一是地外天體的采樣與封裝;二是地外天體的起飛;三是月球軌道交會對接;四是攜帶樣品高速地球再入;五是樣品的存儲、分析和研究。

按照探月工程的總體規劃，此次嫦娥五號任務有三大工程目標。

一是突破窄窗口多軌道裝訂發射、月面自動采樣與封裝、月面起飛、月球軌道交會對接、月球樣品存儲等關鍵技術。以提升我國航天技術的水平;

二是實現首次地外天體自動采樣返回，推進我國科學技術的重大跨越;

三是完善探月工程體系。為載人登月和深空探測奠定一定的人才、技術和物質基礎。

為什么“胖五”發射嫦娥五號要選在凌晨

一是便于奔月軌道的設計。月球探測與火星探測一樣，都屬于深空探測，在火箭發射軌道設計上，要考慮到地月相對位置關系，因此相比通信衛星等發射任務，約束條件更多。對于此次發射嫦娥五號探測器，要在滿足地球與月球位置關系的限制、火箭射向和滑行時間的約束、探測器地月轉移時間、返回器再入航程等條件下，選擇最合適的發射時間，也就是確定火箭的發射窗口。經過綜合考慮，長征五號遙五運載火箭在凌晨發射最有利于奔月軌道的設計，可以滿足各種約束條件。

二是減少太陽活動對于嫦娥五號的影響。“胖五”飛向宇宙的時候，正好是地球把太陽光直接遮蔽住，避免有過多太陽輻射對嫦娥五號產生影響。太陽活動對于嫦娥五號來說是非常復雜和麻煩的，特別是爆發的太陽風會干擾電子信號傳播，影響地面科研人員對嫦娥五號的操控。

三是晚上的天空云層更少，有利于信號的傳播。航天發射并不是一件輕松的事情，不像飛機起航那樣簡單。“胖五”發射更是一件極其復雜的事情，整個過程中要考慮到方方面面，才能保證“胖五”的成功起航。所以天氣條件成為重中之重。在“胖五”發射之前的很多天，專家們就會開始對氣象進行深入的研究，確保發生的時間段是最佳的天氣狀況。

凌晨天氣狀況比較穩定，基本不會出現突然的天氣變化，有利于“胖五”發射。云層更少，也就代表云層更薄，這樣的條件更有利于信號的傳播(厚云層會阻礙電磁波的傳播，影響地面科研人員對嫦娥五號的控制。)

四是為了方便觀測。在凌晨發射“胖五”，可更好地利用望遠鏡等天文設備，對觀察到的發射情況做出總結。如果是白天發射“胖五”的話，強烈的太陽光，使得天文望遠鏡無法看到“胖五”的具體發生情況。凌晨的稀薄云層，更便于觀測。

由于凌晨整體的環境亮度都比較低，運載火箭噴射著火焰飛向太空的時候非常顯眼和突出，有利于地面的光學和測量設備跟蹤到目標，收集相關信息。“胖五”選擇在這個時候發射升空，讓地面的探測儀更好地跟蹤“嫦娥五號”，科研人員能夠比較明顯地看到嫦娥五號運行的軌跡，同時因為晚上的空氣比較涼爽，“胖五”的整流罩溫度可以更加低，這點也是科學的魅力。

除了凌晨的氣象條件更加適合“胖五”發射，蓄電池容量是有限的，并非取之不盡用之不竭，所以“胖五”要飛翔宇宙還必須要有太陽的光照，凌晨發射“胖五”達到數萬公里之后，蓄電池就得以最大的光照夾角獲得源源不斷的光照能源，使蓄電池可持續的工作。

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