央广网西安11月24日消息（记者刘涛 通讯员张美书 张平）2020年11月24日，注定要成为世界航天史上一个特别的日子。在中国海南文昌卫星发射中心，中国目前推力最大的“长征五号”火箭，成功发射“嫦娥五号”月球探测器，将开启人类时隔48年之后的月球探测地月往返之旅。而在“嫦娥五号”地月往返76万多公里的漫漫征程中，中国航天科技集团第六研究院研制的107台大小发动机，将持续接力，助推“长五”护航“嫦五”探月返乡。
30台发动机助推“长五”豪迈飞天
从2007年我国第一艘月球探测器“嫦娥一号”绕月飞行，到2018年世界第一艘登上月球背面的月球探测器“嫦娥四号”，中国的探月之旅在历经13年的“绕落”跋涉之后，终于在2020年踏上“回”的征程，昂首迈开了我国探月“三步走”计划中的最后一步。
业内专家说，嫦娥五号月球采样返回任务，完全可以看做是无人版的“阿波罗登月”，是我国第一个地外取样返回的航天项目，它将把月球上的土壤和岩石带回地球，堪称真正意义上的“九天摘月”。
与前四次奔月之旅相比，这次的嫦娥五号任务，六院研制交付的液体动力系列产品，使命更加光荣，责任更加重大，要求更为严苛。
从“长征五号”遥五火箭上的30台发动机，到“嫦娥五号”探测器上的77台发动机，航天六院研制的全系列发动机，在不断接力中推举长征五号火箭进入预定轨道，助推嫦娥五号探测器实现一个个奔月高难动作，并最终完成“嫦娥五号”飞天摘月与返回任务。
发射嫦娥五号探测器的长征五号运载火箭，配套了六院研制的30台火箭发动机。其中，8台120吨级液氧煤油发动机、2台50吨级氢氧发动机及2台9吨级氢氧发动机，全部是我国新一代绿色环保发动机。正是它们，实现了“长征五号”遥一火箭2016年11月3日豪迈首飞，推举“长征五号”遥三火箭2019年12月27日王者归来，托举长征五号遥四火箭2020年7月23日成功发射我国首个火星探测器“天问一号”，不断刷新着中国运载火箭的飞行高度、飞行速度、入轨精度。
如今，航天六院研制的这12台主发动机，又承担了更为艰巨的使命，推举“嫦娥五号”遥五火箭，推举嫦娥五号探测器，踏上探月、采样和返回的漫漫征程。
这三型发动机，均为六院科研团队历时近20年、为我国新一代运载火箭研制的主动力装置。可以说，没有这三型液氧煤油发动机和氢氧发动机，就没有长征五号火箭名列前茅的运载能力，也就不可能发射我国首个火星探测器和嫦娥五号探测器这样大型的深空探测器。
特别是2019年12月长征五号遥三火箭复飞成功后，六院三型火箭发动机团队“多想一步，多做一步”，通过“再分析、再设计、再验证”， 不断提升产品可靠性，让“长征五号”遥五火箭飞的更高，飞的更稳，确保嫦娥五号的探月征程不带一丝纰漏。
氢氧发动机研制团队从设计的合理性、理论分析的正确性、试验的充分性、产品质量控制各方面开展了系统深入的优化改进提升。液氧煤油发动机团队不满足于该型发动机十余次发射的完美纪录，始终心怀敬畏，“如履薄冰”，严格全过程质量控制，深化“面向产品、面向流程、面向组织”的质量管理体系改进，不断完善质量管理体系和供应商全级次管理，推进数字航天建设，提升液氧煤油发动机研制质量管理能力。
在长征五号遥五火箭上，还有六院精心打造的辅助动力系统，它由18台性能不一的姿控发动机以及配套的气瓶、阀门、管路和贮箱组成。是唯一涵盖增压气体装置、输送系统、推进剂贮存装置和推力室的独立、完整的动力系统。他们安装在火箭二级氧箱尾部，负责火箭二级发动机滑行阶段的推进剂沉底管理、姿态控制和星箭分离前的末速修正。
正是航天六院研制的长征五号遥五火箭上的这30台火箭发动机，安全准点、完美护送“嫦娥五号”探测器进入到预定轨道，开启漫漫探月征程。
77台发动机护航“嫦五”探月返乡
与以往4次“嫦娥姐妹”探月之旅不一样的是，这一次嫦娥五号要承担的探月任务，被赋予了更为艰巨更为光荣的使命。既要完美登月，还要探测取样，更要安全返回。要完成这些展示中国航天最新科技创新成果的任务，六院研制的一系列空间姿控轨发动机，正好派上了大用场。
嫦娥五号探测器，由着陆器、上升器、轨道器、返回器等四个器组成，六院为其中的轨道器、上升器和着陆器，一共研制了三套推进系统，该推进系统是目前空间飞行器最复杂的推进系统。在嫦娥五号飞行与返回过程中，这几个器的功能与分工明确，各负其职：着陆器与上升器合体将进行月面软着陆，自动进行月面采样、样品封装等操作，将样品由上升器携带升空进入月球轨道，与等待在环月轨道上的轨道器对接，将样品转移到返回器内部。最后轨道器携带返回器点火，从环月轨道直接返回地球。返回球将在再入大气层前与轨道器分离，最后降落到我国北方的内蒙古草原上。
用于嫦娥五号着陆与返回的三套推进分系统，由77台大小不同、性能各异的轨姿控发动机组成。性能指标高、质量轻、推进剂使用效率高，既要经历严酷的温度环境，又要适应宽范围使用温度。同时，由于系统复杂，对推进分系统提出很高的可靠性要求。面对研制过程中的重重难题，六院科研团队夙兴夜寐，攻坚克难，十年磨一剑。
推进分系统研制初期，所有产品已通过关键技术攻关和方案研制总结，探测器工程总体希望推进分系统为整器减重再作贡献。为了实现探月三期工程“回”的目标，减重要求极为严苛。在充分评估了着陆过程中液体晃动的风险后，作出了着陆器用4台表面张力贮箱替代4台金属膜片贮箱方案的更改。这意味着，方案阶段以金属膜片贮箱攻关和以此方案开展的全系统冷试，需要在初样阶段重新来过。尤其是近600升大容积表面张力贮箱的攻关研制带来了技术反复的风险。再大的困难，也难不到六院这支敢打硬仗的团队。经过反复验证，他们不辱使命，完成了表面张力贮箱研制攻关，累计减重约26kg，大幅度降低了探测器的总质量，为探测器的整器研制提供了有力保障。
为了确保嫦娥五号探测器能平稳在月球着陆，并从月球返回地球，六院为探测器量身定做了两款3台新型发动机，被誉为嫦娥五号的探月返乡“神器”。其中两台3000N发动机，将分别为嫦娥五号探测器的轨道器、上升器提供给动力。轨道器上的一台3000N发动机，为地月转移、月地转移中途修正、近月制动、离月加速提供推力，而上升器上的另外一台3000N发动机，将为月面起飞提供推力，相当于月球上的一枚微缩版的运载火箭。1台7500N变推力发动机，将完成探测器着陆组合体月面软着陆任务。
在3000N发动机研制中，六院研制团队高度重视发动机的环境适应性，充分考虑嫦娥五号探测器面临的空间环境条件和着陆器的特殊任务需求，优化技术方案，对发动机可能的工作环境进行充分的验证。在提高发动机性能的同时，控制发动机推力室温度，充分兼顾可靠、充裕的冷却，保证发动机长寿命可靠工作。相比其它型号发动机组件，7500N变推力发动机上的流量调节器上的零件加工，精度要求极高，公差都是微米级，也就是一根头发丝的1/80，仅一根流量调节锥上就有8处公差为微米级的加工难点，这在一般机加行业都认为是绝对不可能完成的。然而，六院的航天工匠们却将这种不可能变成了完美完成。
两型3台发动机，将为嫦娥五号落月采样返回任务全程保驾护航，这将是六院科研人员勇攀液体动力高峰竖起的新标杆新高度。
航天六院3000N发动机团队一位设计师感慨道：有了玉兔姐妹，嫦娥不再孤单；有了鹊桥卫星，月背不再神秘；有了嫦娥五号，可上九天摘月；有了六院动力，天堑变成通途；有了中国航天，神话成为现实！