嫦娥五号顺利完成月球样品采集后，紧接着的又一个重要任务便是从月面起飞，这是它踏上回家路的第一步。
12月3日23时10分，嫦娥五号上升器月面点火，3000N发动机工作约6分钟后，顺利将携带月壤的上升器送入到预定环月轨道，成功实现我国首次地外天体起飞。
没有一马平川的起飞地，没有成熟完备的发射系统。嫦娥五号月面起飞可谓困难重重，不确定性极大。与地面起飞不同，嫦娥五号上升器月面起飞不具备成熟的发射塔架系统，着陆器相当于上升器的“临时塔架”，上升器起飞存在起飞初始基准与起飞平台姿态不确定、发动机羽流导流空间受限、地月环境差异等问题；此外，由于月球上没有导航星座，上升器起飞后，需在地面测控辅助下，借助自身携带的特殊敏感器实现自主定位、定姿。
当上升器在月面准备点火时，上升器推进子系统开始工作，3000N发动机提供起飞的主要动力，20台姿控发动机维持姿态指向，上升器带着月壤，以着陆器为发射平台直接起飞。当其上升到一定高度，成功突破月球第一宇宙速度后，它就会离开月面，进入环月轨道。
在这一过程中，发动机无疑是最受瞩目的“关键推手”。那么，它都经历了哪些考验呢？
通常火箭起飞，发射台下都有一个特别大的导流槽，发动机尾部喷出的极高温火焰都会被导流槽的水流降温，从而减小对箭体的伤害。而这次月面起飞，发射台显然是没有的，上升器从着陆器上直接起飞，3000N发动机喷射的火焰又会被憋回去，对喷管内部产生正激波，使得喷管贴壁部位温度急剧上升。
▲ 2020年12月3日，在北京航天飞行控制中心拍摄的嫦娥五号上升器飞行过程。（新华社记者 金立旺摄）(www.xing528.com)
▲ 2020年12月3日，在北京航天飞行控制中心拍摄的嫦娥五号上升器起飞瞬间。 23时10分，嫦娥五号上升器月面点火，3000牛发动机工作约6分钟后，顺利将携带月壤的上升器送入到预定环月轨道，成功实现我国首次地外天体起飞。（新华社记者 金立旺摄）
▲ 2020年12月3日 ，嫦娥五号上升器月面点火瞬间模拟图。23时10分，嫦娥五号上升器月面点火，3000牛发动机工作约6分钟后，顺利将携带月壤的上升器送入到预定环月轨道，成功实现我国首次地外天体起飞。（新华社发 国家航天局供图）
▲2020年12月3日，在北京航天飞行控制中心拍摄的嫦娥五号上升器点火瞬间。（新华社发 国家航天局供图）
▲ 2020年12月6日12时35分，嫦娥五号轨道器返回器组合体与上升器成功分离，进入环月等待阶段，准备择机返回地球。这是轨返组合体与上升器分离前模拟图。（新华社发 国家航天局供图）
科研人员对激波环境下的流场和热环境影响进行了精确的计算，并策划进行了各种地面模拟验证试验，确定了最佳的结构设计，验证了发动机在恶劣环境下的适应性。同时，月表白天太阳直射，温度很高，也同样为发动机正常工作带来了挑战，而这些拦路虎，也都被科研人员一一解决。
上升器从地球出发之时，并未携带返回地球所用的全部燃料，所以它月面起飞并入轨之后，只能进行短距离飞行。在上升器进入环月轨道后，轨道器推进子系统会提供主要动力，让轨道器和返回器组合体能主动与其交会对接，从而将月壤转移到返回器上。
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