干了这碗恒河水
少尉
2020年12月23日
嫦娥五号返回器在经历近第二宇宙速度再入以及高速半弹道跳跃式再入之后于12月17日1时59分成功着陆于内蒙古四子王旗主着陆场，当天经直升机、运输机、公路等多种方式接力运输后安全抵达嫦娥五号抓总研制单位航天科技五院。
最隆重的仪式欢迎嫦娥五号回家
12月19日，航天科技五院举行月球样品交接仪式，科研人员正式开启返回器舱门，顺利提取月壤样本贮存容器，随即在多方共同见证下称重计量，最终嫦娥五号获取的月壤样本重量是1731克，圆满达成预定两公斤左右采样量目标。
从返回器中取出月壤封装容器
1731克是什么概念？前不久日本隼鸟二号的采样量约5.4克，月球-24号是苏联月球无人自动采样最成功的一次任务，获取了170克月壤，嫦娥五号是其10倍，而苏联三次无人月球采样量总和是335克，嫦娥五号是其5倍有余。
月壤称重
嫦娥五号采样任务之成功有目共睹，那么为什么它没有力争上游呢？
嫦娥五号着陆器与上升器组合体共配置有两种采样工具，成功登月后首先启用的是岩心钻探机，用于钻取取样，这是一种同心管式结构，最内层有包裹月壤的取芯袋。
如此设计的优势是可以在不破坏月壤层区分布的前提下获取月壤，有利于更全面的分析月壤结构，钻头由特种合金打造，可以击碎月岩，能够深入月面下两米取样。
嫦娥五号月表钻取
岩心钻探机无法摆动只有一次机会，为了增加冗余能力，结合嫦娥五号着上组合体的设备搭载能力，着陆器安装了一部四自由度表取机械臂，表取工作被安排在钻取任务完成后进行。
四自由度机械臂表取采样
表取机械臂配置有两部末段采样器，采样器甲具备铲取、挖取、抓取三合一功能。
采样器乙具有浅层钻取功能，是采样器甲的备份，用于复杂月面环境的表取采样，嫦娥五号自始至终并没有启用采样器乙。
表取机械臂的采样器甲与采样器乙
表取机械臂设计采样任务15次，由于着陆区选得非常好，加上嫦娥五号应用的基于机器视觉理念登月控制技术的加持，其落月区域的月面非常平坦，月壤松软程度也非常好，因此表取机械臂只实施了12次采样任务就提前将表取初级封装容器装满。
嫦娥五号表取采样提前完工
嫦娥五号设计月壤最大采样量是4公斤，目标是2公斤左右，也就是说上升器具备4公斤重月壤样本的月面发射能力，轨返组合体也具备4公斤重月壤样本的月地转移运输能力，那么为什么重量没有达到上限呢？
上升器月面发射
因为月壤存在颗粒间隙，如果抓取的都是密实度很高的月壤，那么重量会有很大的上升空间，然而四自由度机械臂拥有较大范围的活动采样空间，科学家也为了尽可能取得更加丰富多样的样品种类，表取月壤中存在小尺寸月岩，这也会导致间隙的存在。
倒入表取初级封装容器中的月壤
从嫦娥五号返回器中取出的月壤样品贮存容器的设计非常类似海军052D、055两型驱逐舰配置的CCL导弹垂直发射系统的构造，二者都是同心筒结构，垂发是利用同心筒结构排导热发射产生的废热燃气。
钻取封装容器进入月面封装容器
月壤样品贮存容器则是利用同心筒结构在有限的空间内同时存贮钻取与表取容器，钻取采样完成后采样杆直接解锁将钻取封装容器放置于月面封装容器中，尔后采样杆摆开为表取封装容器让路。
表取封装容器完成采样后，机械臂采样器甲启用抓取功能将表取封装容器提取出来，尔后放置于月面封装容器中钻取封装容器的内侧，进而合拢月面封装容器口盖。
采样器甲抓取表取初级封装容器（地面试验画面）
继月球-24号无人月球采样任务之后，时隔44年人类终于更新了月壤样本，国际同行也纷纷投以期待与赞叹的目光，唯独大洋彼岸仍然颐指气使的想当教师爷。
嫦娥五号成功发射当天，NASA表示，我们希望中国和全球科学界分享中国探月工程所获取的数据，以增进我们对于月球的了解，就像阿波罗计划和阿尔忒弥斯计划所做的那样。
嫦娥五号发射当天NASA的回应
嫦娥五号返回器成功着陆内蒙古四子王旗当天，NASA官方没有做出任何回应，只是转发了一条阿尔忒弥斯载人重返月球计划的宣传动画。
嫦娥五号着陆地球后NASA的反应
NASA的这些操作至少有两点拎不清：
CNSA（我国航天局缩写）共享探月成果的工作轮不到NASA来指指点点，嫦娥工程历次探月任务成果对外开放力度之大有目共睹，甚至对外开放力度比对内开放力度还要大。
NASA有没有反思他们在嫦娥二号任务中充当的反面典型？
嫦娥二号
2011年探月二期工程先导星嫦娥二号在完成月球环绕探测、日地拉格朗日L2点环绕探测后准备对图塔蒂斯小行星进行飞掠探测，此时NASA突然关闭了小行星运行轨道数据库，生动诠释了什么叫做“科学共享理念”。
靠山山倒，靠人人倒，最终还得靠自己。
在动员全国天文射电观测力量之后，图塔蒂斯小行星轨道数据最终被我们精确测算，随后嫦娥二号在距离地球约150万公里处成功飞掠图塔蒂斯小行星，并获取了连续成像数据。
嫦娥二号飞掠图塔蒂斯小行星
除此之外，《沃尔夫条款》、《ITAR禁运条例》对我国航天的限制就更是臭名昭著！
NASA转发阿尔忒弥斯载人重返月球计划的宣传动画，妄图给嫦娥五号上眼药同样是昏招。
进入21世纪以来NASA先后两次宣称要载人重返月球，星座计划前后历时6年，两款战神火箭先后下马，继承星座计划遗产的阿尔忒弥斯计划中的猎户座载人飞船前后历时十余年至今没有实现载人首飞，如今SLS载人版火箭首飞更是一拖再拖，随着时间的虚耗，成本也是水涨船高，即将突破百亿美元。
已故星座计划仅存在于PPT中的战神5号
反观我国航天，嫦娥探月工程立项十六年来，嫦娥一号、二号、三号、五号T1、四号、五号共六次任务六战六捷，连续成功实施三次月面软着陆任务，掌握了具有世界领先水平的无人自动化登月控制技术。
嫦娥探月六战六捷
除此之外，随着嫦娥五号的完全胜利，突破的核心技术就更是车载斗量，人类首次无人自动月球轨道交会对接、高速半弹道跳跃式再入返回，放眼世界真正做到了独一无二。
高速半弹道跳跃式再入返回地球的嫦娥五号返回器
在嫦娥五号之前，服务载人登月任务的新一代载人飞船更是实现完美首飞，掌握了领袖群伦的倒锥体高速半弹道跳跃式再入返回技术，同时落点精度也刷新了世界纪录。
跳跃式再入返回轨迹
有人说，人家马斯克的载人龙飞船、波音公司的CST-100飞船都不需要跳跃说明人家防热材料性能更高，这是只见树木不见森林的短视。
这里的短视有两点：
1.载人龙、CST-100都是近地轨道飞船，如果要想承担深空载人任务就必须应用嫦娥五号、新一代载人飞船所用的高速半弹道跳跃式再入返回技术。
载人龙飞船
这是为什么呢？因为深空载人飞船面临的问题不仅仅只有防热，还有过载，如果没有高速半弹道跳跃式再入返回技术，那么再入返回器将有高达17～32g过载，一名极为优异的宇航员或飞行员最多只能承受9g过载，而32g过载条件下人类没有生还的可能。
嫦娥五号采用半弹道跳跃式再入返回的过载不超过4.8g，远低于阿波罗载人飞船的7g过载，符合载人标准。
2.嫦娥五号的防热材料诞生于6年前，即便如此放眼当今世界仍然是世界领先水平。
嫦娥五号应用的防热材料
大洋彼岸旨在载人重返月球的猎户座载人飞船使用的是改进自阿波罗指令舱的Avcoat5026烧蚀型材料，材料密度为0.5g/cm，防热大底成型周期长达半年。
猎户座飞船防热大底
嫦娥五号大底结构应用的轻质C-Si-O蜂窝增强防热材料在相同材料密度下，可以承受更严酷的烧蚀环境，且成型周期仅为8天时间。
造成这种悬殊的原因在于成型工艺，猎户座飞船需要人工一个一个蜂窝格子的加注，而我们则是一次性整体加注，正常室温凝固成型。
这也难怪新一代载人飞船总师张柏楠在接受采访时不失谦虚态度的表示，我国防热材料设计应该已经超过了美国。
新一代载人飞船负责人评价防热材料
因为超越的案例不仅仅只有嫦娥五号，更先进的新一代载人飞船倒锥体返回舱应用了比嫦娥五号还要领先一代的碳基轻质微烧蚀防热材料，其防热材料用量更少，防热性能更高，再入大气时烧蚀量更少。
这意味着返回舱将有更大比例的重量用于布置载荷以及扩大载员生活工作空间，与之对比猎户座飞船仍然沉迷于过去的技术里不能自拔。
着陆地球的新一代载人飞船返回舱
对比新一代载人飞船与猎户座载人飞船着陆地面后的外观形貌有很大差别，后者侧壁板看起来烧蚀情况比较轻微，而前者看起来有点像烧糊了，这是为什么呢？
猎户座飞船返回舱
因为猎户座飞船侧壁板应用的是重量更大的隔热瓦，而新一代载人飞船应用的则是重量更轻的轻质碳基微烧蚀材料，我们甚至可以在照片中用肉眼看到我国新飞船侧壁板的厚薄程度。
航天与航空一样对减重需求可以说锱铢必较，优劣与否是以更轻的重量满足使用需求为标准，孰优孰劣一目了然。
那么隔热瓦我们能不能做呢？实际上我国对再入隔热材料的研发十分全面，起初我们也曾打算跟随NASA的步调研发隔热瓦，而且也做成了。
在新一代载人飞船之前长征七号火箭首飞任务中我们曾发射多用途飞船缩比验证飞行器，从烧蚀情况看与后来的新一代载人飞船完全不同，这大概就是张柏楠总师所说的此前模仿的隔热瓦设计。
多用途飞船缩比验证飞行器
但是发现这种材料距离我们的需求还有一定距离，本着追赶超越的精气神，毅然决定另起炉灶研发领先一代的碳基微烧蚀防热材料。
除了防热材料性能的差异，巅峰高地在上一篇文章中详细讲解的新一代载人飞船在国际上率先实现倒锥体返回舱高速半弹道跳跃式再入返回，更是NASA猎户座飞船迄今为止仍然没有逾越的高峰。
倒锥体构型设计的新一代载人飞船返回舱
时至今日，大洋彼岸只有一条路可走，就是真诚地大度起来，正视我国航天即将成为世界航天领头雁这一现实，而不是唯唯诺诺地宣扬自信。