【leyu】在古人眼中，月亮是一個充滿詩意的星體，直到今天還帶給我們無盡的遐想。

　　時隔近兩年，中國探測器再一次重返月球。12月1日晚，又傳來好消息，嫦娥五號探測器已在月球正面預選著陸區成功著陸，這意味著我國嫦娥五號探月工程任務基本已完成了一半。如果接下來一切順利，嫦娥五號探測器將成功帶回月壤，成為繼美國、蘇聯之后，第三個完成此類任務的國家，而中國航天人為此已準備了很多年。

嫦娥五號探測器發射成功

　　在很多人的想象中，宇宙總是“漆黑”一片，我們不免為“五姑娘”擔心。不過，有了中國“超級望遠鏡”的精準護航，“五姑娘”所走的每一步都顯得很有底氣。曾經有這樣一部電影，影片中男主角雙眼能預知未來，并數次以此躲避了危險。而“超級望遠鏡”在探月中就起著這樣的作用。

　　不同于一般的望遠鏡，嫦娥五號奔月背后的“超級望遠鏡”由北京站、上海站、昆明站和烏魯木齊站以及位于上海天文臺的VLBI數據處理中心(VLBI中心)組成，這樣一張巨網所構成的望遠鏡分辨率相當于口徑為3000多千米的巨大綜合口徑射電望遠鏡，測角精度可以達到百分之幾角秒。簡單來說，就是把幾個小的望遠鏡聯合起來，來達到一架大望遠鏡的觀測效果。

中國“超級望遠鏡”的“前世今生”

　　要了解中國“超級望遠鏡”的誕生，必須先要了解葉叔華其人。這位戰略科學家在1958年勇敢挑起了籌建我國世界時綜合系統的重任，我們現在使用的““北京時間””已和她的名字聯系到了一起。作為一位“時間”測量工作者，似乎沒有人比她更懂得“時間”背后所要付出的努力。

年輕時的葉叔華

　　甚長基線干涉測量（VLBI）在上世紀六七十年代還屬于一項新技術，但當時的葉叔華已敏銳地看到了VLBI技術的應用前景，在1973年就提出了發展VLBI的計劃。事實上，后來各國都開始采用VLBI技術，全球第一張黑洞照片用的就是這一技術。現在看來，如果沒有葉叔華的正確判斷，中國的時間測量技術可能很難達到今天的成就。

　　1981年10月，葉叔華擔任上海天文臺臺長，她突破重重困難爭取到了VLBI項目的科研經費，隨后又提出要在烏魯木齊建VLBI站點，很多人都對此感到不解。這又是葉叔華長遠目光的一次體現，因為VLBI站點間的距離越遠，就意味著“超級望遠鏡”分辨率越高。

工作中的葉叔華

　　時間來到2007年，“嫦娥一號”衛星發射，葉叔華一手搭建起來的VLBI測軌分系統迎來一次大考，結果只用了6分鐘就完成了VLBI測軌，后來的“嫦娥四號”和“天問一號”更是縮短到了1分鐘，這讓當時的參與者大感驚訝。

　　現在，這臺“超級望遠鏡”轉向了千里之外的嫦娥五號，為后者承擔探明前路的重任。和以往的探月任務不同，此次嫦娥五號直接用上了大推力的長征五號火箭，這是因為“五姑娘”重達8200公斤，還因為探測器本身極其復雜，它由上升器、著陸器、返回器、軌道器四部分組成，各部分都有著不同的功用。

　　那么，VLBI測軌分系統是如何為嫦娥五號探測器工作的呢？

為“五姑娘”探路

　　在任務實施前，VLBI中心接收北京航天指揮控制中心（北京中心）發送的跟蹤時間計劃和探測器軌道預報參數等信息，制定VLBI觀測計劃，向北京中心和各觀測站發送VLBI觀測計劃和引導信息。此外，還有一項工作必不可少，那就是要保證各個測軌觀測站的持續供電，這樣“超級望遠鏡”才能放心工作。

上海站（圖源：中科院上海天文臺）

　　從嫦娥五號成功發射到后續返回，各個VLBI觀測站必須開展全程的跟蹤觀測，記錄VLBI原始觀測數據并實時向VLBI中心發送；VLBI中心處理了這些數據后，要將結果發送給北京中心；而后VLBI中心接收來自北京中心轉發的深空站測速測距數據，再利用VLBI和測速測距數據進行定軌和定位，并按要求將探測器定位的結果發送給北京中心；最后在指揮員的統一指揮下，由各個操作手完成對探測器的操控。整個過程缺一不可。

　　嫦娥五號進入預定軌道后，為了順利到達近月點，這期間就要依靠“超級望遠鏡”提供的數據進行多次中途修正。隨后在很長一段時間里，“五姑娘”像個旋轉的舞者那樣在環月飛行軌道上繼續進行繞月運動，并在合適時機完成軌道返回組合體和上升組合體的分離。之后，望遠鏡給出月面著陸點的精確坐標。確定著陸點，嫦娥五號著陸上升組合體將進行月面軟著陸，整個著陸下降的過程歷時15分鐘左右。

　　著陸成功后，“五姑娘”就要投入緊張的“挖土”工作了，因為可利用的時間僅有兩天。期間嫦娥五號探測器通過采樣封裝設備完成對月壤的鉆取、表取以及封裝。與此同時，“超級望遠鏡”也在為月球軌道交會對接和樣品轉移做準備。

嫦娥五號探測器著陸影像圖（圖源：新華社）

　　“挖土”任務完成后，嫦娥五號上升器將從月球起飛，這一過程可視為一次從月球發射航天器的無人實驗。一旦上升器回到月球軌道，樣本需要被轉移至返回器上，這時嫦娥五號和背后的“超級望遠鏡”才迎來真正的考驗：上升器和軌道返回組合體與返回器的精準對接。在寂靜無聲的月球上空，雙方開始對接，這不光需要深空測控技術的支持，還需要滿足光照需求以及姿態控制要求。

　　通過望遠鏡的遠程導引和近程導引技術，上升器與軌道返回組合體逐步完成交會對接，上升器中存放的月球樣本通過軌道器被返回器“吞入”肚中，隨后返回器預定時機加速進入月地轉移軌道，踏上回家之路。

幫“五姑娘”回家

　　以往的探月任務中，中國的很多航天器要么在月球軌道上長久“徘徊”，要么脫離月球引力場，去往宇宙的更深處，安全返回還是第一次。因此，很有必要借助“超級望遠鏡”來確定一個精確的返回軌道，并且還需要更多深空探測站來實現對嫦娥五號的凝望。

嫦娥五號“打水漂”（圖源：央視）

　　當嫦娥五號軌道器攜返回器向地球呼嘯而來時，最有趣的一幕出現了。返回器首先會以第二宇宙速度沖向地球，在進入地球大氣后，通過半彈道跳躍式再入返回技術重新跳出大氣層，再以第一宇宙速度進行降落，最終返回器打開降落傘，平穩安全地降落在預定地點。整個返回畫面就像是在太空中打水漂。

寫在最后

　　目前，嫦娥五號探測器已安然無恙地降落在月球表面，開啟了月壤采集之旅，之后我們的“五姑娘”仍然需要在漆黑的宇宙中前行，等待它的挑戰還有很多。而迎接嫦娥五號歸來的人們眼中滿含著熱望。

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