嫦娥六號成功著陸月背，準(zhǔn)備采樣！
文章來源：中國航天科技集團有限公司 發(fā)布時間：2024-06-03
6月2日6時23分，嫦娥六號著陸器和上升器組合體在鵲橋二號中繼星支持下，成功著陸在月球背面南極-艾特肯盆地預(yù)選著陸區(qū)。
我國探月工程嫦娥系列探測器、中繼星及其發(fā)射使用的長征系列運載火箭均由中國航天科技集團有限公司研制。
自今年5月3日發(fā)射升空，歷時30天，先后經(jīng)歷了地月轉(zhuǎn)移、近月制動、環(huán)月飛行、著陸下降等過程，嫦娥六號著陸月背，為人類采集第一抔月背之壤。
嫦娥六號著陸器與上升器組合體成功著陸后，著陸器將通過鵲橋二號中繼星，在地面控制下，進行太陽翼和定向天線展開等狀態(tài)檢查與設(shè)置工作，此后正式開始持續(xù)約2天的月背采樣工作，通過鉆具鉆取和機械臂表取兩種方式分別采集月壤樣品和月表巖石，實現(xiàn)多點、多樣化自動采樣。同時將開展月球背面著陸區(qū)的現(xiàn)場調(diào)查分析、月壤結(jié)構(gòu)分析等科學(xué)探測，深化月球成因和演化歷史的研究。
嫦娥六號著陸器攜帶的有效載荷將按計劃工作，開展科學(xué)探測任務(wù)。嫦娥六號任務(wù)國際載荷中歐空局月表負離子分析儀、法國月球氡氣探測儀即將開機工作，意大利激光角反射器完成部署。
著陸前，火工裝置起爆，嫦娥六號探測器分離為著上組合體和軌返組合體。這時，在環(huán)月凍結(jié)軌道的鵲橋二號中繼星早已準(zhǔn)備就緒，等待嫦娥六號的到來。
科研人員緊盯電腦屏幕上的實時信息畫面，處理著四面八方匯聚而來的一串串?dāng)?shù)據(jù)。“完成落月只有一次機會，在15分鐘內(nèi)，必須一次成功！”中國航天科技集團有限公司相關(guān)工作人員介紹。
經(jīng)主減速、接近、懸停避障、緩速下降等過程，嫦娥六號穩(wěn)穩(wěn)落下，看似輕盈輕松，卻蘊藏著科研人員的智慧和經(jīng)驗。
今年3月，鵲橋二號中繼星提前到達月球軌道，確保嫦娥六號在月背不會“失聯(lián)”，為地月之間架起溝通的“橋梁”。
鵲橋二號中繼星示意圖
盡管鵲橋二號中繼星解決了通信難題，但不同于大片被月海覆蓋的月球正面，月球背面地形復(fù)雜多變，有很多高低起伏的山脈和山谷，有密密麻麻的隕石坑。
“如果探測器著陸在一塊大石頭上，就會影響鉆取采樣工作，很有可能得不到月球深層次的土壤樣品，同時也會給起飛上升帶來巨大挑戰(zhàn)。”航天科技集團鄭燕紅表示，探測器必須成功著陸在一塊平坦的區(qū)域上。
但可供安全著陸的區(qū)域有限，如何讓探測器擁有更高的著陸精度，實現(xiàn)“落得準(zhǔn)”？
首先，“選址”要準(zhǔn)確。
歷史上，蘇聯(lián)在1969～1970年間連續(xù)遭遇無人探月失敗，其中“月球-15”號采樣返回飛行器在月面降落過程中撞上了山脈，這一失敗源于其對復(fù)雜地形缺乏準(zhǔn)確認知。失敗的風(fēng)險在探索新區(qū)域時尤其高。
為了在“山脈中找平地”，嫦娥六號探測器出發(fā)前，科研人員在選址上下足了功夫。嫦娥二號探測器影像制成的全月7米分辨率數(shù)字正射影像及20米分辨率的數(shù)字高程模型產(chǎn)品發(fā)揮了作用，科研人員借助它們?yōu)殒隙鹆枌ふ移露容^小的平坦區(qū)域。
其次，軌道設(shè)計有玄機。
去往月背，嫦娥六號并不能沿著嫦娥五號開辟的道路前往，而是要重新選擇一條最優(yōu)軌道。這是因為嫦娥六號沿襲了“前輩”已有的構(gòu)型布局和硬件產(chǎn)品，但著陸位置卻由月球的北緯地區(qū)變?yōu)槟暇暤貐^(qū)。
嫦娥五號、六號探測器環(huán)月軌道方向示意圖
為了在不大幅調(diào)整探測器的構(gòu)型布局和硬件產(chǎn)品的前提下，順利化解因著陸點變化帶來的朝向、姿態(tài)等問題，設(shè)計師們?yōu)殒隙鹆柼綔y器重新設(shè)計了一條環(huán)月軌道，也就是“逆行環(huán)月軌道”方案。
簡單來說，就是探測器在環(huán)月軌道上的飛行方向與月球自轉(zhuǎn)方向相反，無需調(diào)整探測器設(shè)計方案，就能保證它隨時隨地“能量十足”。
為了達到既調(diào)整軌道又不增加推進劑消耗的目的，設(shè)計師讓嫦娥六號先后進行3次“剎車”——比嫦娥五號多了一次。這樣可充分利用從月球捕獲到下降前的20多天飛行時間，不斷調(diào)整軌道參數(shù)，高精度瞄準(zhǔn)著陸點，等待降落最佳時機的到來。
嫦娥六號探測器不同周期環(huán)月橢圓軌道示意圖
在距月面約15公里處時，嫦娥六號著上組合體開始實施動力下降，在一臺軌控發(fā)動機和多臺姿控發(fā)動機的協(xié)同推動下，逐步將探測器相對月球速度從約1.6公里/秒降為零。
其間，在距月面1.5公里時，嫦娥六號利用光學(xué)成像敏感器進行粗避障，剔除大型障礙物；距月面僅100米時，嫦娥六號上的備用激光三維成像敏感器進行精確避障，精準(zhǔn)識別選好落點。
而后，嫦娥六號開始避障下降和緩速垂直下降，最終平穩(wěn)著陸在月球背面南極-艾特肯盆地中的預(yù)選著陸區(qū)，并傳回著陸影像圖。
從發(fā)射升空到成功落月，38萬公里，30天抵達，900多秒驚心動魄的下降，嫦娥六號的表現(xiàn)近乎完美，如同體操選手在空中完成令人眼花繚亂的高難度系數(shù)動作之后，穩(wěn)穩(wěn)當(dāng)當(dāng)落地，為下一段“表演”奠定了良好的基礎(chǔ)。
【責(zé)任編輯：張宇暉】
掃一掃在手機打開當(dāng)前頁
