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南方农村报

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嫦娥六号成功着陆 开启人类首次月背“挖宝”

来源:南方农村报时间:2024年06月04日版次:04

  6月2日在北京航天飞行控制中心屏幕上拍摄的嫦娥六号着陆器和上升器组合体着陆月背的模拟动画画面。 新华社图片

  6月2日6时23分,嫦娥六号着陆器和上升器组合体在鹊桥二号中继星支持下,成功着陆在月球背面南极—艾特肯盆地预选着陆区。检查状态后,将正式开始持续约2天的月背采样工作,通过钻具钻取和机械臂表取两种方式分别采集月壤样品和月表岩石,实现多点、多样化自动采样。
  嫦娥六号落月是我国实施的第五次地外天体软着陆,第四次月面软着陆,以及第二次月背软着陆。航天科技集团五院多项“硬核技术”在此次落月任务中尽显中国力量。
粗精接力实现自主避障
  嫦娥六号的任务目标是实现人类首次月球背面自动采样返回,其着陆区选择直接关系到工程实施的风险控制、采样样品的科学成果产出等。相比月球正面,月球背面地形更为崎岖,尤其是月球背面的南极—艾特肯盆地区域整体地势较低且撞击坑分布更多,光照和测控更易受到地形遮挡影响。这些因素都给嫦娥六号落月选址工作带来了挑战。
  为了让嫦娥六号能够稳稳着陆月背,研制团队深入研讨和分析了月背采样任务的选址难点和特点,充分借鉴融合深空探测以往型号的选址经验,建立了一套适用于月背着陆的选址方法。
  同时利用以往型号遥感数据,研制团队对着陆区复杂地形地貌情况进行深入分析与确认,为着陆器和上升器组合体在月球表面寻找满足安全着陆、月面工作、月面起飞等需求的区域,并在确认着陆区后,对着陆区的地形地貌、地质条件等进行了多轮复核与研究工作,进一步降低着陆风险,保证选址区域分析完备、选址约束考虑全面、选址结果可信可用。
  此次嫦娥六号落月任务充分借鉴了我国多次地外天体软着陆的成功经验,不仅再一次展现了中国特有的“粗精接力避障”技术,更进一步推动了该项技术走向成熟。
“鹊桥”实现月背实时通信
  由于嫦娥六号的落点在月背,落月过程地球不可见。虽然嫦娥六号具有“自主落月”的能力,但实时掌握各项数据、随时发出控制指令,才能让“地球家人”及时掌握任务的实施过程。
  落月时,地球上的控制中心和嫦娥六号探测器之间会产生大量的信息,而信息的传输都要由鹊桥二号中继星支持完成。
  与鹊桥中继星最远9万公里的距离相比,鹊桥二号中继星远月点距离月面的最远距离约为1.6万公里,这使得它在天线口径不变的情况下,大幅提高了通信速率。这得益于研制团队为其巧妙设计了环月大椭圆冻结轨道作为使命轨道,不仅提高了鹊桥二号的通信速率和通信覆盖能力,还可以节省卫星燃料,在轨道上长期驻留。
  值得一提的是,鹊桥二号中继星把同时接收探测器数据的数据传输通道,从鹊桥中继星的2路提高到了最多10路,在大幅提升通信速率的基础上又大幅增加了传输通道。这一设计使大量的数据通信成为可能,让“不可见”的月背降落“一切尽在掌握”。
“泊车雷达”精准测距
  着陆月背可谓“环环相扣、险象环生”,如果没有距离和速度信息的支持,嫦娥六号着陆器将处于“盲人瞎马”的窘境。此时,微波测距测速敏感器在着陆过程中起到了至关重要的作用。它就像是在着陆器上安装了一部“泊车雷达”,帮助着陆器和上升器组合体实现月背软着陆。
  嫦娥六号着陆器和上升器组合体在月背软着陆之前,还要经受住“最后一落”的冲击。由五院529厂打造的四条轻质、高强的“纤纤美腿”让嫦娥六号落月更轻盈。可别小看这“纤纤美腿”,它的学名叫作“着陆缓冲机构”,每条着陆腿都由一个主腿、两个副腿和一个足垫组成,采用了新型高强合金材料并作了特殊材料填充的主副腿协同工作,在着陆时安全地支撑住探测器的身体,将各种冲击力吸收。同时四个被称为“足垫”的圆形“大脚掌”,直径差不多是普通人脚掌的2倍,其盆状结构以及设计巧妙的“足弓”,可以起到更好的缓冲作用,防止探测器在着陆月背时“摔倒”。
  此外,在着陆器的动力下降阶段,着陆缓冲机构信号装置也开启了工作模式,当着陆器到达月球表面预定高度时,该设备就会被触发并产生信号。落月信号装置在着陆“足垫”接触月面时,受月面反作用力后触发开关,关闭反推发动机,从而保证探测器安全平稳落下。
  嫦娥六号成功落月为后续任务实施打下了坚实的基础。但要顺利取得月壤并安全带回地球,还需迎接更多挑战。
□王诗堃 徐勉
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