月球上没有发射塔，嫦娥五号落月挖土后，是怎样返回地球的呢？

在月球上成功“挖土”之后，嫦娥五号带着2公斤的月球“土特产”飞入预定的环月轨道，准备踏上回家之路。这是时隔44年之后，或者说人类进入21亿世纪以来，航天器首次从月表起飞，这也是中国航天的第一次。
在嫦娥五号之前，我国已经成功进行过两次无人登月，这几次登月地点相距都非常遥远。我国并没有提早在月球上建造发射塔架，也没有把发射塔送到月球上，那么，嫦娥五号第一次在地外天体上如何起飞呢？

嫦娥五号的登月航天器由两部分组成，一个是位于下方的着陆器，还有一个是位于上方的上升器。在登月时，着陆器的反推火箭将会启动，让航天器减速，并最终降落月表。
而在离开月球时，着陆器将会被留在月表上，它会成为临时的发射塔。上升器携带的反推火箭启动，克服月球的引力，上升器将会获得足够的速度进入绕月飞行的轨道。

在月面上起飞面临着诸多挑战，嫦娥五号这一步走得着实不易。月球上没有像在地球上那样一个平稳的发射塔架，再加上着陆点地形的不确定性，控制好上升器的飞行姿态非常困难。
虽然月球上没有氧气，但火箭发动机自带氧化剂，可以在真空环境下工作。另外，月表在太阳的直射下，温度可达120 ℃，上升器的火箭发动机还要面临高温点火的挑战。

这些困难都被逐一克服，上升器成功飞离月球。接下来，它将与在轨飞行的轨道器返回器组合体进行对接。转移样品之后，上升器会被分离，由轨返组合体把月壤带回地球。
嫦娥五号返回地球的方式与当年美国宇航局（NASA）的阿波罗载人登月非常相似。宇航员乘坐登月舱降落月球，下降级提供动力进行登月。待到任务结束，下降级作为发射塔架，宇航员进入上升级，启动火箭飞离月球，与在环月轨道上运行的指令舱/服务舱进行交会对接，然后再返回地球。

这种登月和返回的方式非常复杂，难度很大，耗费时间很多，期间需要进行一系列的精准操作。难道就不能从月球上发射火箭，直接飞回地球吗？
事实上，苏联当年进行过三次无人月球采样返回任务，就是采取直接从月球返回地球的方式。但苏联只带回了326克的月岩，因为没有分段进行，从月球上直飞的火箭将需要承担更多的重量，导致有效载荷大幅度下降。

如果掌握在月球轨道上的交会对接技术，即便火箭的动力有限，也能带回可观数量的样本。正因为如此，阿波罗登月任务每次可以把两人送上月球，并带离月球，同时还能带上几十公斤的月岩。
嫦娥五号总重8.2吨，而上升器的重量只有500公斤。由于月球质量较小，引力仅为地球的六分之一，所以嫦娥五号的上升器只要加速到1.67公里/秒的速度，就能进入环月轨道，而且还能带上2公斤的样本。

月球上没有发射台，嫦娥五号是怎么飞回来的？兰德里将落在月球表面，或轨道继续等待月亮，所以它配备了一组三组电力系统，由77尺寸组成，以及不同性能的性能。其中，轨道上的3000n发动机将在月球转移中进行修订，近月亮的大学均普遍促进。 7500N的变化力引擎将完成月球上探测器着陆组件的软着陆任务。

3000n发动机将向月球提供推力，这相当于月球上的微小焦影载体火箭，并且第5号探测器的重量是8.2吨，但只要它从月球起飞。汇编，我们不知道崛起的重量，但平均约为2吨。月球表面重力只有六分之一的地球表面，月亮没有气氛，所以没有空气阻力的影响，所以月球发射探测器所需的推力非常小，而且第一个宇宙速度在月球上仅为1.7公里/秒，起飞火箭的推力要求相对较低。嫦娥第5号的着陆充当了临时发射垫，但着陆“有一个缓冲装置，它不是刚性的，加上月球的地形问题，所以我们不能准确地预测”“在升降机时的角度。

它与地球的排放不同，探测器轨道设计，电力平衡，测量和控制链路的效果，月份之间的差异和吊坠起始基准和起飞平台姿态不确定，发动机羽毛流体流动空间限制等问题；此外，在月亮未导航之后，电梯被取出，并且需要对地面的特殊敏感以实现具有所携带的特殊敏感仪的自主定位和粗观。起飞升起需要探测器自治，整个过程需要精确的控制手势。这需要对测量和控制系统的极高要求，并且任务过程是不可逆转的，并且存在异常地面无法弥补。发动机可以在月球的高温环境中平稳地使用，并且非常测试以测试发动机可靠性。

为什么我没有回到地球上？直接返回模式相当于打包提升板，轨道和返回，无疑增加了月亮着陆和起飞的重量，并将有效负载人群。我们可以从苏联的月亮看，苏联没有掌握无人行的对接技术，所以三种无人看管的探测器直接从地球上直接飞行。美国阿波罗航天器也使用了相同的方法，也包括四个部分，服务舱，指示和月球下降。在航天器到达月球轨道之后，月亮将与指令舱/服务舱分开。宇航员将居住在指令舱/服务舱上的月球上，另外两个宇航员会驾驶月亮，并在完成任务后，月亮底部的下降暂时启动。在台湾，宇航员将进入月球的上方等级，向上发动机开始可以从月球带来宇航员。

11月30日凌晨4点40分，嫦娥五号探测器组合体在月球轨道上成功分离，它将于12月1日在月球正面风暴洋北部的吕姆克火山登陆！

组合体进入月球轨道

嫦娥5号的登陆行动是如此引人瞩目，因为这是自1976年来第一次有探测器将要从月球带回样品，而且是月球上年轻的吕姆克火山，这里的月岩样品炙手可热，NASA阿波罗计划带回的月岩不再是唯二（前苏联带回了384克，自己用还不够呢）！

但估计有一个问题横亘在大家面前，这嫦娥五号怎么回来呢？从海南文昌发射时那巨大的发射塔还记忆犹新，这转眼就到了月球，又没人建造发射塔，它是怎么回来的呢？

嫦娥五号得先下去，才能考虑回来

30日凌晨轨道器与返回器和着陆器和上升器分离后，两者都在距离月面200千米的轨道上运行，准备登陆时，着陆器和上升器组合体会进入一个近月点为15千米的落月轨道，当然你不用怀疑，近月点的就在吕姆克火山上空附近。

由于月面无大气环境，所以探测器可以非常接近月面，但很少会低于15千米，几乎就是是登月专用轨道，到近月点时候着陆器上的主火箭发动机点火，组合体正式进入登月下降曲线！一般会经历如下几个阶段：

1、距月面15公里：

主动减速段，探测器实现动力下降，速度从相对于月面的1.68千米/秒速度逐渐降低到零

2、距月面8公里：

快速调整段，探测器进行快速姿态调整

3、距月面6公里：

接近段，探测器不断接近月球

悬停段，对障碍物和坡度进行识别，在大约2千米左右时会金星光学初避障，识别出月面上大的障碍物，首先要避开这些区域。

4、距月面100米

避障段，100米时会精确避障，利用激光扫描精准避障，自主避障距月面30米

缓速下降段，组合体会自主选定相对平坦的区域后，开始缓速垂直下降

最后在反推发动机和着陆缓冲机构辅助下，组合体将成功着陆于月球表面没有障碍物且相对平坦的位置！

嫦娥五号8.2吨的飞船，只为取这2千克月岩？

嫦娥5号着陆器上的机械臂和钻探设备会在接下来的时间里筹备如何钻孔取样，为了钻取2M以下的月岩，月球表面的钻探结构重达70-80千克，加上表面取土结构也要几十千克，这100多千克占了组合体的很大比例！

机械臂展开取样示意图

另外为了保护这2千克月岩，还需要容器将其送回来，如何保证这些月岩能到达地球，这又是一套极其复杂的结构，当年前苏联第一次无人取样，带回来180克左右，还是月球表面的岩石和土壤，所以这2千克是非常不容易的！

嫦娥五号采样完毕，它怎么回来？

要了解它是怎么回来的，我们得先来了解嫦娥五号的结构，自阿波罗登月以来，几乎所有在月面上登陆并且重新返回的结构都类似，都是着陆器和上升器组成，这不是互相抄袭，而是工程技术上妥协的结果！

嫦娥五号月球采样返回器结构图

因为现代火箭的比冲都差不大，即使有高低还是处在同一个量级，因此在月面返回阶段尽可能丢掉下降到月面时已经用过的死重是最明智的选择，所以原本是单级火箭的登月组合体，被强行分成了两个结构，一个下降的着陆器，另一个则是上升的返回上升器！

而这个着陆器鞠躬尽瘁后还要被狠狠的踩上一脚，因为上升器需要踩着它的尸体回来，上升器直接在着陆器构成的平台上直接点火起飞，然后将上升器加速到1.68千米/秒的速度，在200千米的轨道上和轨道器对接！

上升器与轨返组合体在月球轨道交会对接示意图

其中样品转移也会在轨道上完成，样品转移工作完成后，上升器也会被狠狠的抛弃，轨道器会在月球轨道上带着返回器，点火加速，一直到2.4千米/秒的月球逃逸速度，它将逃离月球返回地球！

接下来就是返回器的重头戏了，和嫦娥五号的T1试验飞行器一样，轨道器和返回器组合体在临近地球轨道时候会将返回器分离，然后轨道器将以第二宇宙速度与地球擦肩而过，而返回器则开始进入返回轨道！

由于是第二宇宙速度返回，无法直接减速，因此会有一个水漂弹道减速的过程，这个咱已经轻车熟路了，顺利的话它将在传统的内蒙古降落场落地，给大家带回月球是如何死亡的信息。

嫦娥五号和阿波罗号虽然是登月了，但是载重量却相差不止一丁点，嫦娥五号只带回来1731克月球样品，而阿波罗号却是带了3个人和一辆登月车。相差怎么会那么多呢？是不是我们目前的技术还达不到几十年前的美国？

阿波罗号载人返回

想要了解阿波罗飞船如何离开月球，先要了解它如何登月。阿波罗登月舱由下降级和上升级两部分组成，每一部分都配备有火箭发动机和燃料。正如其名，在登月舱下降的过程中，下降级的火箭发动机会点火，使得登月舱的速度逐渐降低，并最终安全地降落在月球表面。

当月表任务执行完之后，两位宇航员会进入到阿波罗登月舱的上升级。此时，下降级就成为了上升级的临时发射塔架。虽然上升级的火箭推力使其在地球上起飞，但由于月球的引力较小，月表逃逸速度只有2.38公里/秒，所以上升级可以从月球上起飞，并进入月球轨道中。

阿波罗任务每次都有三位宇航员参与，其中两位登月，还有一位则留在指令舱/服务舱中一直绕着月球运动。在登月舱上升级进入月球轨道之后，它会与指令舱/服务舱对接。接着，两位登月宇航员会进入指令舱/服务舱中，而上升级则会被分离。指令舱/服务舱的推进器点火，将其推向地球。最终，服务舱与指令舱分离，指令舱带着三位宇航员着陆地球。

嫦娥五号和阿波罗号载物差异大的原因

其实关于嫦娥五号为什么只带回1731克的月球样品，是很好理解的。

首先从重量和大小上来说，嫦娥五号的总重量是8.2吨，阿波罗飞船的总重量是50吨。可以说两者根本就不在同一个级别。大小不一样，携带的物件的重量肯定也就不一样了。

目的不同，嫦娥五号这次的目的是带回月球的样品，并不是载人登月，目的达成就可以了。所以嫦娥五号并不需要很大的载重，达到预期目标就可以了。

节省成本。虽然我们可以完全模仿美国的载人登月舱设计我们的嫦娥五号，但是显然把登月舱设计得小一点更能节省成本。钱，还是得省着用。当年美国的阿波罗登月前后就花了超过10万亿人民币，而嫦娥五号花了30亿人民币，这个差距是显而易见的。

最后，我国火箭的推力不足，在推力不足的情况之下，是没办法把过重的东西带回地球的，质量大了，速度就会慢下来了。而速度如果不够，那也是没办法逃离近月轨道的。

19268532430：月球上没有发射塔,嫦娥五号落月挖土后,是怎样返回地球的呢?_百度知 ...
白米垄 ：答：1. 嫦娥五号探测器组合体于11月30日凌晨在月球轨道上成功分离，为返回地球做准备。2. 组合体包括轨道器、返回器和着陆器、上升器，它们将在12月1日登陆月球。3. 这次任务是自1976年以来首次从月球带回样品，样品来自月球上年轻的吕姆克火山。4. 嫦娥五号如何返回地球是一个引人关注的问题。在登陆后...

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白米垄 ：答：嫦娥五号得先下去，才能考虑回来 30日凌晨轨道器与返回器和着陆器和上升器分离后，两者都在距离月面200千米的轨道上运行，准备登陆时，着陆器和上升器组合体会进入一个近月点为15千米的落月轨道，当然你不用怀疑，近月点的就在吕姆克火山上空附近。由于月面无大气环境，所以探测器可以非常接近月面，但很...

19268532430：月球上没有发射塔,嫦娥五号怎样飞离月球,返回地球?
白米垄 ：答：而在离开月球时，着陆器将会被留在月表上，它会成为临时的发射塔。上升器携带的反推火箭启动，克服月球的引力，上升器将会获得足够的速度进入绕月飞行的轨道。在月面上起飞面临着诸多挑战，嫦娥五号这一步走得着实不易。月球上没有像在地球上那样一个平稳的发射塔架，再加上着陆点地形的不确定性，控制...

19268532430：嫦娥五号年内升空, 为什么要去月亮上“挖土”?挖的是什么土?
白米垄 ：答：中国嫦娥五号任务计划于今年实施，它由轨道器、返回器、着陆器和上升器组成。该任务的目标是对月球表面进行详细考察，并对采集的月球样本进行深入分析。嫦娥五号的科学目标包括研究着陆区的地形和地质特征，以及对月球样品进行系统性的实验室研究。裴照宇副主任表示，嫦娥五号是中国探月工程“绕、落、回”三步...

19268532430：嫦娥五号成功落月,还要采样回地球,采样该如何进行?
白米垄 ：答：而且，嫦娥五号采样计划不仅仅只有与月球表面的土壤样本，还有月球地表之下的深层土壤样本，因为相对于月球表面的土壤来说，月球地面以下的土壤样本更加的具有研究价值，嫦娥五号降落之后，会使用一根针型的取样器，插入月球地表以下，进行垂直采样工作，而且还是进行多个地方的观察采样。月球表面的土壤和地底的...

19268532430：月球上没有发射塔,嫦娥五号怎样飞离月球,返回地球?
白米垄 ：答：1. 嫦娥五号携带月球样本成功进入环月轨道，准备返回地球。这是自阿波罗计划以来，人类首次从月表起飞，标志着中国航天的重大突破。2. 在此之前，我国已经成功实施了两次无人月球探测任务，但这次任务的不同之处在于，嫦娥五号并未在月球上预先建造发射塔，也没有将发射塔送至月球。3. 嫦娥五号的返回...

19268532430：月球上并没有发射塔架,嫦娥五号是怎么返回的?
白米垄 ：答：可以查看地面信息，一条腿上装有梯子方便上下行，由于登月舱分为了上升和下降两个部分，等到任务完成需要返回地球时，两者就会产生分离，下降阶段被遗弃在月球，上升阶段推进离开，准备和绕月飞行的指挥服务舱汇合，绕行两圈完成对接后，上升阶段也会被遗弃在太空，成为太空垃圾或者撞向月球。正式进入地球轨道...

19268532430：月球上没有发射台,嫦娥五号是怎么飞回来的?
白米垄 ：答：月球上没有发射台，嫦娥五号是怎么飞回来的？兰德里将落在月球表面，或轨道继续等待月亮，所以它配备了一组三组电力系统，由77尺寸组成，以及不同性能的性能。其中，轨道上的3000n发动机将在月球转移中进行修订，近月亮的大学均普遍促进。 7500N的变化力引擎将完成月球上探测器着陆组件的软着陆任务。3000...

19268532430：中国采集月球土壤,美国为何感到紧张?嫦娥五号到底在勘探什么?
白米垄 ：答：所以NASA不是怕岩石成分差异太大，而是没有差异，要不然大费口舌找了和阿波罗一样的石头，那不是大失所望？所以这石头是NASA想要的，而且比较期待！那么谁又会害怕嫦娥五号落月采样呢？答案是美国军方！很简单嫦娥五号的测控技术已经达到了炉火纯青的地步，从三号落月开始，到四号月球背面通过中继卫星测控...

19268532430：嫦娥五号为啥要去月球挖土?
白米垄 ：答：嫦娥五号去月球挖土是因为通过对月壤的研究，对于研究月球乃至地月系的演化历史具有重要意义。中国首位卡尔萨根奖得主、中科院国家天文台郑永春介绍：“月壤是从月球固体岩石圈到太阳系空间的过渡带，包含着相关区域的大量信息。月壤的研究不仅涉及月球本身，而且还包含太阳系空间的物质和能量的重要信息。”郑...