中國網：北京時間12月17日1時59分，攜帶月球物質的嫦娥五號返回器成功著陸，圓滿結束了我國首次地外天體採樣返回之旅。嫦娥五號探測器是我國實施的首個無人月面取樣返回的航太器，此次任務成功採集月球物質，使我國成為世界上第三個成功採集月球樣本的國家。作為我國探月工程“繞”“落”“回”三步走的收官之戰，嫦娥五號任務為何稱之為我國航太史上最複雜任務之一？技術亮點是什麼？帶回的月球物質有哪些重要價值？本期節目，特別邀請嫦娥五號探測器系統副總指揮、中國航太科技集團八院張玉花分享背後的故事。

嫦娥五號探測器系統副總指揮張玉花接受中國網專訪。    中國網  楊佳  攝影

    中國網：張總，您好！歡迎您做客我們的節目，請您先和我們的網友打聲招呼。

    張玉花：中國網的網友們，大家好！

    中國網：歷時23天，嫦娥五號探測器終於完成了既定任務並且成功著陸。作為副總指揮，您如何評價嫦娥五號此次“挖土”之旅的表現？

    張玉花：我作為一個參與者，我對我們這次任務的評價是相當完美。它的每一步都很好，跟我們設計的一樣，是一次完美的“挖土”之旅。

    中國網：嫦娥五號探測器是我國實施的首個無人月面取樣返回的航太器，因此，這次任務也被稱為我國航太史上最複雜的任務之一。我們想知道，任務的複雜性體現在哪些方面？

    張玉花：我們一直評價自己的嫦娥五號應該來説是目前中國航太最複雜、技術難度最高的大的工程項目。我們都不想説“之一”。為什麼？它確實很難，因為它是要從地面起飛，然後要到月球，有一個“四器”的組合體狀態。到了月球要實現月球的捕獲、環繞月球，然後實現回返組合體，就下面的兩個和上面的著上組合體的分離，分離了以後，著上組合體還要實現像嫦娥三號、嫦娥四號那樣落到月球上，這也是一大步。

然後在月面，我們又要實現月表的取樣，這裡麵包括“鑽取”和“表取”。取樣的過程當中還有一個樣品的封裝和裝入容器，最後全部成功之後，我們還要從月面起飛。月面起飛進入月球軌道的時候，這時原來的組合體在這個過程當中它已經拋離了支撐艙，做好一個等待的狀態，要實現我們中國第一次的月球軌道交會對接。交會對接以後我們還要實現一個樣品的轉移過程，順利地把樣品從上升器經過對接艙，（轉移）到返回器的肚子裏，然後返回器還要關上密封的艙門，最後再把這個對接艙和上升器的這個組合體給它拋掉，然後我們還要掉頭回來。

這裡面我們把它分成11個階段，地月返回以後還要以第二宇宙速度跳躍式再度返回，最後才能成功落在我們的預定落區。所以，這是一個迄今沒有的，而且作為自動無人採樣。我覺得是最難的、最複雜的。

第一步很重要的就是要成功地發射。這個也是第一個擔心的點。發射成功以後，探測器要進行帆板打開、天線打開。我們還有兩對帆板，下面的軌道器有一對帆板，上面的著陸器有一對帆板，互相以90度的方式交叉，避免遮擋。它們都展開了以後，這時候我們靶場發射的司令員上臺去宣佈這次發射任務成功了，這是一個關鍵環節。

第二個關鍵環節就是我們要快到月球的時候，經過112小時快到月球的時候，這時候要實現“剎車”，這個“剎車”也很重要。假如是剎多了和剎少了，剎少了可能就飛過去了，剎多了可能到不了我們預定的地方，所以近月制動很重要。

後面就是兩器分離也很重要，萬一有分離不開的，就失敗了。還有樣品的取樣，無論是表取、鑽取，這裡邊有很多複雜的步驟。取樣和封裝也是重要的環節，也是中國第一次。

然後就是月面起飛，我們經常説相當於是月球表面的發射，這個也是第一次，對我們中國來説，因為它不可能有像我們的運載火箭在靶場發射有一堆的瞄準設備和支援設備，這個發射成功以後才迎來了咱們説“空中之吻”或者“月球軌道之吻”的交會對接。

然後再下一步就是要抱爪和樣品轉移。這一步也非常重要，因為相當於要一下子把它抱在自己懷裏，然後再形成封閉空間，讓它在空間裏不會再跑回去。後面我們就説月地入射也很重要，因為相當於我們要離開月球的引力，我們一直叫嫦娥的“回家”之旅，這一步是真正的回家之旅，這個就是有兩次點火，能夠真正地形成奔向地球的軌道，這個挺重要的。

奔到地球，經過88小時以後，接著迎來的就是到達了差不多500公里高度的軌道器，要把返回器從“肚子”裏給它拋出來，讓它以正確的姿態走向回地球的這個彈道，這個也很重要。分離不成功或者有偏差，那回的地方就不是我們預定的地方。最後我們返回器的開傘和著陸，能夠精確地在10公里開傘，穩穩地落在這個點。

所以，在我的心目中每一步都重要，是一個一個環環相扣的串聯環節。

嫦娥五號探測器系統副總指揮張玉花講述嫦娥五號研發背後的故事。  中國網 楊佳 攝影

中國網：您給我們講的這個過程是環環相扣，但是我們聽起來就是步步驚心。之前，美國“阿波羅計劃”靠人力累計從月球運回了380多公斤樣品，蘇聯依靠無人飛行器分3次共獲得了300余克樣品。“嫦娥五號”帶回來的月球物質的重量設置是處於什麼考慮？

張玉花：中國這一次實際上我們從原理上也是跟前蘇聯一樣，是一次無人的自動採樣返回，但是我們當時把它定多少呢？有（提議）過説500克？5公斤？後來根據我們當時的運載火箭的發射能力，可能的探測器的規模，大概是8.2噸。我們還有當時的一個方案上的抉擇。為什麼？像前蘇聯，大家都知道它沒有説有月球軌道交會對接。但是我們當時有一個目標，就是要為將來的載人探月實驗一些技術。所以，我們採用了在月球軌道交會對接、樣品傳遞這樣的一個方式，這樣的話就導致我們需要一個四個器的結構。

我們當時經過論證，確定2公斤當時是作為我們的一個指標。這個指標代表我們可實現的能力，又代表我們希望這麼多樣品可能能夠滿足我們科學家的要求，而且咱們這個數量遠超前蘇聯三次的取樣的總和。現在看來我們當時定的這個指標還是非常得合理和科學的。

中國網：這2 千克的指標其實也是在網路上引發了高度的關注。今天的節目現場，我們也帶來了中國網的網友的一個小問題。有網友提問，在月球上挖過來的2千克的月壤，在地球上稱還是2千克嗎？

張玉花：我們這個品質，我剛才説用來要作為目標，也作為我設計樣品容器大小的一個（參照的）東西，所以我這個品質是根據我樣品的密度和要設計的體積算出來的。既然是品質的話，它就是固有的，而不是重量。如果是重量的話，可能説月球上是六分之一的重力，地球上是一個G的重力，也就是這兩公斤主要是在地球上是兩公斤，在月球上如果用秤去秤，用天平秤的話，它肯定還是兩公斤，因為砝碼也是六分之一重力。

中國網：取樣成功讓我們國家成為了世界上第三個獲取月球樣本的國家，而且這個樣本的重量現在也是居於世界的第二位。與美國和蘇聯的技術相比，我們的技術亮點有哪些？

 張玉花：因為美國是用人來取回來，人的攝取的方式和轉移的方式那就比較容易實現。就跟我們（現在的情況）應該是不太好比較，這是將來有待於我們載人探月的時候再去進行比較。在我們前面唯一實現過無人制動月球取樣的就是前蘇聯，前蘇聯的“Luna”系列其實很多，到現在為止，應該一直到“Luna-24”都發射過了，有些是“繞”，有些是“落”，也有取樣返回。我們現在的這個方式，在這一步上我們是一部分可以驗證無人和載人之間的技術銜接的一種技術方式。從重量上，我剛才也説了，“Luna”的那個返回艙只有幾十公斤，它的樣品容器以及當時的取樣方式也比較單一。我們這一次既有鑽取，又有表取，樣品取樣又在一個容器裏面，無論是它的方式設計還是其他方面，都有我們起點比較高的一個創新性。

中國網：您在之前接受的一次採訪中説“能把樣品取回來，那就是一種成績”，從這句話的背後我們感受到這次的取樣過程一定是難度非常大的。這個過程中您最擔心的是什麼情況的出現？目前來看取樣是否達到了預期？

張玉花：你説到的那句話，應該是在發射之前接受採訪説的。實際上無論是鑽取還是表取，還是整個的這個過程，即便我們怎麼精細地定位，比如在鬆軟的月亮下面馬上碰到堅硬的岩石，就是不是能夠取到我們額定的（量）都可能會有一些風險。在樣品的封裝這個結構有很多步，也有可能會擔心有什麼不順利的地方。但是無論是取2公斤、1公斤還是500克，我剛才前面給大家描述的這個複雜的11步的過程都得完成，也證明我們已經有去月球採樣品，然後從月球回來，再落到我們預定的地方的能力。所以，我認為這個對（探月）工程的意義就非常重大。當初我們沒有做過的甚至我們做過只有一兩次成功經驗的，在我心裏都是擔心的。因為這裡涉及的環節特別多，指令的正確性，整個測控網工作的協調性，還有可能我們很多工作，大家可能感覺到，都是在半夜或者淩晨進行，這也是特殊的地月關係造成的，人當時也比較疲憊，有操作的風險，各種都有可能。

所以，我認為在沒幹之前，我們不敢把話説滿，心裏肯定是有擔心的。應該來説，從發射的那一刻到我們返回的那一刻，整個23天的每一步都跟我們預期的一樣，幾乎沒有太多超出預期的東西，實現得都很完美。

中國網：此次帶回的無比珍貴的2千克月球物質，將會在接下來的探月任務中發揮哪些重要作用？除此之外，還有哪些重要的科研價值？

張玉花：作為一個工程師，我可能很難把這個問題回答好。為什麼呢？就是説月球樣品的珍貴是毋庸置疑的，因為我記得我聽中國科學院葉培建院士，也是我們探月工程的顧問和前面幾次（任務）的總師，他説過一個故事。有一次在聯合國進行的一次科技成果展，很多國家的展臺上都比較大，展出很多先進的設備，比如德國的設備、法國的設備，但是在美國的展臺上，一個偌大的展臺很好的燈光，當時它展出的就是一個從月球取回來的岩石，實際上看懂的人就知道，這一塊岩石就證明它把這些步、這些控制、這些動力、這些電源整個都實現了。我們也是在把這些都做到了，才有這預計的2公斤樣品返回地球。

當時我記得也是在網上看到，當時美國把這個少量的月球樣品封在一個水晶的容器裏面作為國禮送給一些國家。其中當時中國也得到了1克，大概是1976年的時候吧。這裡面1克的月球樣品，我們拿出來0.5克作為研究。我們的這2公斤月球樣品現在還沒有從容器艙出來，但是對它有想法的科學家，他們就非常希望能夠通過一種科學的申請方式，從中國能夠申請到0.5克或者1克的樣品，讓他們能夠進行研究。所以，這個月球樣品能夠産生多麼（大的作用），對反演月球的形成這一部分能夠産生什麼樣的科學效果，我在這兒不便評説，要把這個工作交給科學家們。

中國網：在中國歷次探月任務中，有過航太器在月球軌道上長期飛行，或是最後完全脫離月球引力場去更遠的星際空間，從月球軌道上分離並安全著陸，是第一次。這一過程中可能出現的問題和難題是什麼？  

 張玉花：這次的任務非常複雜，特別是像月球軌道交會對接，在離地球將近40萬公里的地方我們要把這個控制的精度達到釐米級甚至是毫米級。比如我的轉移設備允許的偏差是6毫米，對接的設備允許的偏差可能正負5釐米左右。這些控制精度對兩個在茫茫太空中的飛行器，它要交會，它要碰到一塊兒，甚至要“手拉手”都是非常大的難度。而且月球到地球之間都有時延，還有要通過真空網，這是一些難度。包括月面的取樣和上升，這個也是很大的難度。因為這每一步的完成都是靠原來的設計方案，我們雖然在地面做過很多驗證，但是有一些東西是沒法驗證的，比如三分之一重力，比如月球上，我們在月面光照，一照可能就80度、90度、100度，（有）溫度差。還有我們在月球軌道上高真空，這些綜合起來的效應，只有我們最後通過工程真正實施的時候才能得到驗證，這些結果都是原來幾次任務沒有的。

中國網：在遇到無法驗證的情況下，我們的科研人員都付出怎樣的努力來攻關？

張玉花：我們為了保證成功，我們做了三步。一個是要設計正確，一個是驗證充分，還有一個是過程受控。什麼叫設計正確呢？就是我在設計的時候，通過指標的確定、分解、倣真，在我還沒有做出東西的時候，我要通過各種數字的、視覺的各種（方式）驗證我們的設計方法是正確的，然後盡可能地通過實驗來驗證。

 我剛才説到的過程受控，當我知道我這個設計方案是可以實現的目標，是正確的，那麼它要通過從元器件到硬制板，到電路，到單機，到分系統，到整器的這麼一個比較長的一個系統工程。你（做）好了不能代表它都好了，但你要沒做好，就代表這個工程沒做好。這麼來説的話，我們非常注重過程的控制，這裡麵包括工作的品質和實驗的品質，説起來這些很細緻的工作就貫穿在一個大的工程裏面。

 中國網：這裡面有沒有讓您覺得特別難忘或者印象深刻的事情或者時刻？

 張玉花：我們經常説“歸零”的心態。這個工程相對來説，大家在網上可能也看到，時間是比較長的。從真正立項就是十年，在過程研製當中肯定碰到比較多的問題。比如我現在記得比較深的可能就是發射的成功和看到這個返回器在地球上冰天雪地裏站立的樣子。還有比較多的記憶可能就是我的團隊，無論是在上海的研製過程中，還是在靶場的保障過程中，還有飛控中心，很多年輕人都是非常地努力，通宵達旦。比如我們在靶場的模飛測試就需要連續八天，大家就沒有怨言，就認為這該我站崗，我就努力站好這一崗。我們是從先輩手裏接過這個接力棒，我們後面也要交給更年輕的人，我對航太還是充滿信心，也充滿希望的。

嫦娥五號探測器系統副總指揮張玉花介紹下一步我國探月任務。   中國網  楊佳  攝影

中國網：2004年，中國探月工程正式立項。從嫦娥一號到嫦娥五號，每一次的探月曆程都實現了哪些新突破和提升？

張玉花：我們實際上從嫦娥一號到嫦娥五號，實際上你問的問題就包含了我們中國無人探月的嫦娥工程“繞、落、回”的三步。第一步就是嫦娥一號和嫦娥二號，我們沒有去過月球，我們要去月球，要形成環月球的軌道，看看月球是什麼樣的，這幾乎就是嫦娥一號的任務。 第二步就是“落”。“落”又分嫦娥三號和嫦娥四號。嫦娥三號和嫦娥四號也是挺成功的，“三號”落在了正面，“四號”在2018年成功地落在月球背面，成為人類第一個落在月球背面，並且是在月球背面軟著陸和巡視的探測器。然後迎來了嫦娥五號，“五號”是我們既能去月球，又能從月球帶回東西取樣，還能從月球月面上升，然後還能從月球回來，我們基本上已經實現了無人探月的所有的這些技術關鍵的驗證。我覺得它的每一步都是為前一步進一步，後一步都是前一步比較大的一個技術臺階的提升。

現在我們經常自己跟自己説的是，我們在探月上已經從“跟跑”，我們努力向“並跑”達到跟人家一樣的水準，甚至在局部領域能夠做到“領跑”。所以，航太精神裏有一個是叫“自力更生”，就是這樣一步一步這麼實現，我認為我們是在努力地奔跑，起碼一直在往前走。

中國網：因為我們秉持著“自力更生”的航太精神，所以我們才能從跟跑，逐步地將來實現領跑。

張玉花：對。

中國網：我們想知道下一步我國的探月任務還有哪些規劃和探索。

張玉花： 嫦娥五號實際上在2017年就緒可以發射了，但是我們處於一種等待的狀態。在這個等待的過程當中，我們一方面是回想和復查，把我們的工作做得更沒有缺陷。另一部分，我們開始進行後續的論證，現在關於在月面建立科考站，進行南極的一些取樣，因為月球上其實還有很多東西等待我們去探索，比如水、冰的資源，比如我們現在每次到達的地方還都在北緯四十幾度的一個比較月海的地方，其他有一些地方我們還沒有到達。還有通過一個長期的在月面作為基礎的觀測，可能就是一個更好的月基的天文平臺，這些工作已經提上議程。我們的工程師們、總體部門和工程的一些領導專家們已經開始在論證。這次嫦娥五號的成功，將會為我們的這些工作得到國家批復和立項，可以説快馬加了一鞭。我作為嫦娥工程裏面的一員，希望能夠繼續保持這個往前走的勢頭，把“並跑”或者“領跑”的這一步繼續走好。

（本期人員： 責編/文字/採訪：裴希婷；後期：張文泉；主編：鄭海濱）