昨晚，嫦娥五号探测器成功着陆预选着陆区。刚刚，国家航天局发布嫦娥五号着陆器和上升器组合体着陆后全景相机环拍成像的照片。（总台央广记者张棉棉；图片提供：国家航天局；技术支持：国家天文台、北京航天飞行控制中心）
来源：中国之声
嫦娥五号是如何完美落月的？
记者从国家航天局获悉，12月1日23时11分，嫦娥五号探测器成功着陆在月球正面风暴洋的吕姆克山脉以北地区，并传回着陆影像图。
这是12月1日拍摄的嫦娥五号探测器着陆画面。新华社发
成功着陆后，着陆器在地面控制下，进行了太阳翼和定向天线展开等状态检查与设置工作，将正式开始持续约2天的月面工作，预计将采集2千克左右的月球样品。
这看似轻松的一幕，实际上却历尽艰辛，嫦娥五号探测器要像跳伞运动员一样在深空完成一系列高难度动作：主动减速、快速调整、接近、悬停避障、缓速下降和自由下落段……这背后离不开高科技的保驾护航。
图表来源：经济日报
GNC高精度关键技术
嫦娥五号任务的落月和近月制动一样，都是只有一次机会，必须一次成功。
由于涉及采样后上升器的月面起飞，所以，嫦娥五号落月的过程也是为后续上升器月面起飞选择“发射场”的过程。相较于嫦娥三号、四号，嫦娥五号对于着陆点的位置精度和平整度方面的高要求是空前的，需要一个着陆区域内无太高的凸起、无太深的凹坑，坡度要符合任务要求。
可以说，落月的过程就是边飞行边找寻落点，在15分钟内完成，约公里外的全程自主跳伞。
为了实现“选址正确，落点准确”，嫦娥五号采用了已经在嫦娥三号和四号上应用的“粗精接力避障”的方式，即制导导航与控制（GNC）系统，在该系统的指挥下，着陆器和上升器组合体先是大推力反向制动快速减速，然后快速调整姿态并对预定落区地形进行拍照识别，避开大的障碍，实现“粗避障”，然后组合体在飞到距离月面米时悬停，并再次对选定区域进行精确拍照，实现“精避障”，之后再斜向下飘向选定的着陆点，在移动到着陆点正上方之后开始竖直下降，到距离月面较近时关闭发动机，然后利用着陆腿的缓冲实现软着陆。
国家航天局供图
着陆缓冲机构显身手
落月的关键在于平稳。嫦娥五号着陆上升组合体在落月时，撞击月面会形成较大的冲击载荷，必须设计相应的着陆缓冲系统，吸收着陆的冲击载荷，保证探测器不翻倒、不陷落，这是落月的技术难题之一。着陆缓冲机构，通俗地说就是嫦娥五号的“腿”。
这四条缓冲、支撑一体化的“腿”可不一般，它们来自于机构分系统团队精心设计、巧手研制，更来源于嫦娥三号、嫦娥四号的完美基因。着陆缓冲机构具有完全自主知识产权的“偏置收拢、自我压紧”式方案，保证了收拢简单、展开可靠，解决了着陆缓冲、着陆稳定性等多方面的问题。
与嫦娥三号的着陆缓冲设计方案相比，由于任务难度增加，嫦娥五号任务的着陆缓冲能力要求提高了30％，但机构重量指标却减少了5％。这为总体设计部的团队成员带来了不小的难题。面临减重的难关，研制团队反复迭代，每次修改完设计，讨论时一旦发现新的减重突破口，又毫不犹豫地再次推翻设计、继续修改，最终成功满足了设计指标，确保了嫦娥五号稳定可靠地完成与月球的亲密拥抱。
嫦娥五号探测器动力下降过程降落相机拍摄的图像。国家航天局供图
精妙的“外脑”“外眼”
其实在嫦娥五号的落月过程中还有两个精妙的设计：
一是虽然表面上看是着陆器“背着”上升器软着陆到了月面上，但实际上整个落月的过程着陆器GNC系统的工作和智能自主的指挥过程都借助了“外脑”和“外眼”。这个“外脑”和“外眼”，分别就是上升器月面起飞时要用的“最强大脑”中央控制计算机，和通过“看星星”确定自己姿态的星敏感器。这是设计人员根据“上升器全程陪同着陆器”的实际想出的妙招，既节约了成本又减轻了重量。
二是由于距离月面较近时主发动机会激起的月尘污染星敏感器，从而影响上升器月面起飞，所以科研人员专门设计了盖子，在距离月面一定的高度时把星敏感器的镜头盖起来，称之为“天黑请闭眼”，待落月之后月尘散去再通知星敏感器把盖子打开，这“一睁一闭”之间，着陆器和上升器组合体已经顺利着陆在月亮之上了。
嫦娥五号探测器软着陆后降落相机拍摄的图像。国家航天局供图
定向天线“一线牵”
落月牵动人心。38万公里外的嫦娥五号正经历着什么样的考验？
所有的讯息，都需通过着陆上升组合体的一口小小的“锅”来实时传送遥测数据。这个“小锅”就是定向天线——把探测器上的数据传输到地面的发射转换装置。
从月球把数据发送回地球，通信的距离相比地面手机通信，远了几万倍，这就需要采取特殊的对地定向天线来发送数据。
定向天线包含了反射面天线辐射器、双轴驱动机构。双轴驱动机构就像人的肩关节、肘关节，驱动反射天线辐射器灵活地转动，确保“小锅”始终对准地面。为了使整器减重，此款反射面天线极致轻量化设计，相比同类天线减重40％以上，既轻便又可靠。
来源/经济日报·经点科学工作室（记者姜天骄）