“但愿人长久，千里共婵娟。”中秋除了赏月、吃月饼，当然少不了“嫦娥”！胖科特意为大家邀请了中国运载火箭技术研究院总体设计部型号设计师钱航老师一起聊聊关于“嫦娥”的那些事儿~
钱航老师您好，我们都知道载人航天工程有三步走计划，那么嫦娥工程有具体的步骤计划吗？目前执行到什么阶段了呢？
胖科你好，嫦娥工程和载人航天工程一样，也有自己的“三步走计划”，分别是：绕、落、回。其中，“绕”是指绕着月球行动，变成月球的“卫星”，嫦娥一号不仅成功的实现了“绕月”的工作，还是我国第一个飞出地球轨道，迈向深空的探测器，实现了中国人千年奔月的梦想。嫦娥二号是嫦娥一号的备份，它除了完成自己的既定任务之外，还完成探测小行星等多个新任务。
“落月”是通过嫦娥三号和嫦娥四号完成的，“落月”是由着陆器和巡视器两个部分组成，巡视器指的是玉兔号月球车，嫦娥三号带的是玉兔一号月球车，嫦娥四号带的是玉兔二号月球车，玉兔号能够在月球上行走。其中，嫦娥三号是落到月球正面，而嫦娥四号是人类首次落到了月球的背面，解决了通讯等很多复杂的问题。
2020年实施了采样返回工作，采集了土壤、岩石标本，最终带回了1371克的月壤，这也就是嫦娥三期工程中的“回”。目前已经完完整整的把三期步骤都完成了。
目前月兔号还处于工作状态吗？除此之外，一个火星上的“祝融号”，一个月球上的“玉兔号”，这两者之间有什么相同和不同的地方吗？
目前玉兔二号还在月球上工作。“玉兔号”和“祝融号”的相同点就是两者都是另外一个星球上的巡视器，都能够在另外一个星球上行走，只不过是一个在月球，一个在火星。但也正是因为两者所待的环境不同，所以它们自身的配备的能力和应对特殊环境的功能都是不一样的。
火星上相比月球是有大气的，有大气的存在就会有一些气象活动，最显著的就是沙尘暴，两者都是通过太阳能帆板来获得太阳能，形成自己的能量来源。但是在火星上由于沙尘暴的存在，会将太阳能帆板盖住，火星车就会失去能量来源，所以，两者在解决这个问题上也是不同的。另外，火星上的地貌非常复杂，火星车相对月球车来说在行走的过程中有两个特殊的方面，一是可以像虫子尺蠖一样抬升自己往前行走，还可以像螃蟹一样横着行走，都是为了适应星球上独特的特点来设计的一些不同的地方。
嫦娥工程有一个备份星的概念，主份星与备份星是完全一样的吗？
非常典型的就是嫦娥三号和嫦娥四号，嫦娥四号本身是嫦娥三号的备份星，但是科研人员通过精心设计与研制，使嫦娥四号“脱胎换骨”，成为与嫦娥三号不同的全新航天器。备份变首飞，嫦娥四号与嫦娥三号相比共有五大不同之处。
科学目标不同
嫦娥三号任务的科学目标是“测月、巡天、观地”，即开展月球形貌与地质构造调查，开展月表物质成分和可利用资源调查，进行月球内部的结构研究和日-地-月空间环境探测与月基天文观测。
而嫦娥四号任务的科学目标都是在月球背面完成的，包括实现月基低频射电天文观测，月球背面巡视区形貌、月球背面巡视区浅层结构探测等。因为没有别的探测器到过月球背面，所以不论是探地形还是探月壤成分，应该都是人类第一次获得的一手数据。
工程目标不同
实施重大航天实践推动工程的进步，是中国航天跨越发展的重要途径和经验，月球探测工程更是如此。嫦娥三号任务的工程目标有三个：突破月面软着陆、月面巡视勘察；研制月面软着陆探测器和巡视探测器，建立地面深空站；建立月球探测航天工程基本体系，形成重大项目实施的科学有效的工程方法。嫦娥三号任务圆满成功，为我国航天事业发展树立了新的里程碑，在人类攀登科技高峰征程中刷新了中国高度。
站在这样的起点上，嫦娥四号向着更高峰迈进，将任务的工程目标锁定在两个“首次”：人类首次实现月球背面软着陆和巡视勘察；首次实现地月L2点中继星对地对月的测控、数据传输中继。
有效载荷不同
嫦娥四号与嫦娥三号的身形和“骨架”相同，携带的装备却大为不同。
嫦娥三号携带的有效载荷大致可以分为三类：第一类是用来观察月球的，主要设备包括全景相机、地形地貌相机、测月雷达等；第二类是用来观测宇宙的，主要由月基光学望远镜承担；第三类是用来观察地球周围的等离子层的，各有各的用处，相互配合。
嫦娥四号降落的月球背面，对于不少科学研究来说具有天然的优势。月背非常“干净”的，可屏蔽地球无线电干扰。根据着陆区域和科学目标的变化，科研人员对嫦娥四号携带的科学载荷做了很大的调整，把8台有效载荷带往月球背面冯·卡门撞击坑。
着陆环境不同
嫦娥三号着陆区是月球正面的虹湾。那里布满了月海玄武岩，地势较为开阔、平坦，位于大型撞击坑、月海、高地（山脉）交汇地区，有利于科学勘察目标的选择，当然也有利于与地球的通信联系。
嫦娥四号的主着陆区为月球背面靠近南极一个叫冯·卡门撞击坑的地方，这里着陆区面积比虹湾地区小了许多，因为月球背面山峰林立，大坑套小坑，很难找出再大一些、平坦一些的地方，供嫦娥四号安身。嫦娥四号着陆器在凹凸不平的地方软着陆，需要具有比嫦娥三号更准确的着陆精度。
通信方式不同
不论人类的探测器飞到多远，都需要深空测控通信系统作为联络的“纽带”。由于深空任务周期长、通信时延大、信号微弱等原因，使深空测控通信实现起来更为困难，无论对星上设备还是对地面设备等都带来了新挑战。对于落在月球背面、没有任何通信信号的嫦娥四号来说，通信显得难上加难。它无法向嫦娥三号那样直接和地球上取得联系，“飞鸽传书”的任务就落到“鹊桥”中继卫星的肩上。通过早先发射并成功架设在地月拉格朗日L2点的中继卫星，实施与地面的通信信号“接力”，嫦娥四号才得以与地球保持联络。
除了以上五大不同，研制队伍聚焦新情况，从轨道设计、动力下降策略、休眠唤醒策略等方面进行了系统设计，突破一系列关键技术，同时制定了符合任务特征的故障预案，全力铸就嫦娥四号非凡之旅。
送嫦娥系列的探测器登上月球用的都是什么类型的火箭呢？为什么要选择“胖五”送嫦娥五号登上月球呢？
嫦娥一号到嫦娥四号用的都是我国的长征系列火箭，属于同一款火箭，而我们的嫦娥五号用的是长征五号运载火箭。
长征五号火箭（俗称“胖五”）是我国目前运载能力最强的火箭，近地轨道的运载能力达25吨，地火转移轨道的运载能力为6吨，地月转移轨道的运载能力为8.2吨。此前，长征三号甲火箭、长征三号丙火箭以及长征三号乙火箭承担了发射我国月球探测器的任务，相继发射了嫦娥一号、嫦娥二号、嫦娥三号和嫦娥四号四个月球探测器，完成了对月球的环绕探测、着陆探测和巡视探测。
执行本次嫦娥五号的发射任务，非长征五号莫属。原因有以下几点：
从原理上讲，采用多大运载能力的火箭发射探测器取决于两个因素：一是看探测器有多重，二是看探测器要飞往哪里。本次嫦娥五号探测器整体重约8.2吨，目的地是38万公里之外的月球，我国目前运载能力最强的长征五号火箭刚好能够满足要求，因此必须用长征五号火箭发射。
我们在观看发射的直播时注意到，从“点火”口令下达之后到箭体起飞之间还有一小段空白时间，请问这是怎么回事儿呢？
从“点火”口令下达到火箭‘起飞’，这段时间大概是9秒，属于正常的发射流程，在这短短几秒钟的时间里，火箭最先工作的测量系统、控制系统、动力系统、测发控系统四大系统，完成了上千个步骤。首先，火箭测量系统在火箭点火之前就开始进行箭体内部仪器设备压力、流量、液位等测量，点火后开始记录、回传火箭各系统仪器设备参数信息。
之后，发射现场的01指挥发布“点火”口令，火箭的大脑——“控制系统”给动力系统发出“命令”，助推器和芯一级相继点火，发动机在几秒钟之内进入满负荷工作状态；与此同时，地面测发控系统与“点火”口令同时启动，它迅速计算好火箭的初始位置参数，准备跟踪。我们在发射直播时常听到的“某某跟踪正常”，就属于地面测发控系统。
在这四大系统初始的工作，很多都是我们无法直观看到的，但其实也有一些对应的“小动作”是我们可以看到的，如各种地面插头的脱落。地面设施和火箭连接的插头大致可以分为两大类：供气、供液的管路插头和供电的管路插头。前者在火箭进入特定程序时自主脱落。而后者会坚守到火箭起飞的最后一秒，被火箭上升推力“拉断”。随后，火箭正式进入靠自身携带的电池供电的阶段。
“推重比”是决定火箭从点火到起飞这段时间长短的关键，“推重比”，即火箭的推力和重力之间的比例，点火后，推力越来越大，直到超过火箭的重力，才能把火箭抬起来，推着它飞向太空。在长征火箭家族，长征五号系列的火箭推重比最小，需要9秒钟才能把火箭抬起来；长征二号丙火箭的推重比最大，它从点火到起飞的时间只要两三秒。相比之下，观看长征二号丙火箭发射的人可以少紧张一会儿，就能看到火箭起飞了。
从专业的角度出发，我们为什么要探索月球呢？
去到月球我们可以了解到很多人类新的信息，比如说地球的起源以及太阳系的起源，当然月球上还能找到一些地球上没有的稀有元素，人类要去到遥远的深空，也必须通过月球这个中转站，推动科学技术的进步，让更多的技术开始服务我们的民众，让大众的普通生活也越来越好，这实际上是关乎整体的统筹发展，最终实现让人类更加进步，让生活更加美好。
看到这里，大家对于“嫦娥”还有什么新的问题吗？如果有更多想要了解的问题，欢迎大家前往“中国数字科技馆”官方账号查看完整视频！关于月球还有很多谜底等着我们去揭晓，探索永不止步，让我们一起加油！
本文来自：中国数字科技馆
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