6月2日6時(shí)23分,嫦娥六號著(zhù)陸器和上升器組合體在鵲橋二號中繼星支持下,成功著(zhù)陸在月球背面南極-艾特肯盆地預選著(zhù)陸區。開(kāi)啟人類(lèi)探測器首次在月球背面實(shí)施的樣品采集任務(wù),即將“蟾宮挖寶”。成功著(zhù)陸月球,是嫦娥六號采樣返回的關(guān)鍵一步。嫦娥六號落月是怎么落的?一共分幾步?月球背面到底啥樣?這次落月難度究竟在哪?一文讀懂。


嫦娥六號成功落月 月背著(zhù)陸影像來(lái)了

后續將開(kāi)展哪些工作?


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6月2日6時(shí)23分,嫦娥六號著(zhù)陸器和上升器組合體在鵲橋二號中繼星支持下,成功著(zhù)陸在月球背面南極-艾特肯盆地預選著(zhù)陸區,開(kāi)啟人類(lèi)探測器首次在月球背面實(shí)施的樣品采集任務(wù),即將“蟾宮挖寶”。


6月2日6時(shí)9分,嫦娥六號著(zhù)陸器和上升器組合體開(kāi)始實(shí)施動(dòng)力下降,7500牛變推力主發(fā)動(dòng)機開(kāi)機。期間,組合體進(jìn)行快速姿態(tài)調整,逐漸接近月表。此后通過(guò)視覺(jué)自主避障系統進(jìn)行障礙自動(dòng)檢測,利用可見(jiàn)光相機根據月面明暗選擇大致安全點(diǎn),在安全點(diǎn)上方100米處懸停,利用激光三維掃描進(jìn)行精確拍照以檢測月面障礙,最終選定著(zhù)陸點(diǎn),開(kāi)始緩速垂直下降,即將到達月面時(shí)發(fā)動(dòng)機關(guān)閉,利用緩沖系統保障組合體以自由落體方式到達月面,最終平穩著(zhù)陸于月球背面南極-艾特肯盆地。


北京航天飛行控制中心工程師郝大功介紹,從這次嫦娥6號發(fā)射到現在落月,這期間嫦娥6號也是經(jīng)歷了中途修正、近月制動(dòng)、環(huán)月飛行,包括后面的4期分離,還原降軌和動(dòng)力下降等一系列的關(guān)鍵控制。


第一次中途修正兼顧了3000牛發(fā)動(dòng)機的性能測試,而3000牛發(fā)動(dòng)機又是后面月球捕獲的一個(gè)主發(fā)動(dòng)機,這次中途修正順利執行意味著(zhù)3000牛發(fā)動(dòng)機的性能良好,可以順利執行后面的還原任務(wù)。


鵲橋二號中繼星示意圖。圖片來(lái)源:央視新聞


隨后,國家航天局發(fā)布嫦娥六號月背著(zhù)陸影像↓↓↓


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嫦娥六號任務(wù)實(shí)施人類(lèi)首次月背采樣返回,工程創(chuàng )新多,風(fēng)險高,難度大,相比2020年實(shí)現月球正面采樣返回的嫦娥五號任務(wù),嫦娥六號任務(wù)突破了月球逆行軌道設計與控制技術(shù),并將在鵲橋二號中繼星的支持下,完成月背智能快速采樣、月背起飛上升等關(guān)鍵技術(shù)節點(diǎn)。


后續,著(zhù)陸器將通過(guò)鵲橋二號中繼星,在地面控制下,進(jìn)行太陽(yáng)翼和定向天線(xiàn)展開(kāi)等狀態(tài)檢查與設置工作,正式開(kāi)始持續約2天的月背采樣工作。


嫦娥六號落月怎么落?


嫦娥六號在落月前,首先要進(jìn)行組合體分離。由軌道器、返回器、著(zhù)陸器、上升器組成的四器組合體要先分離成兩部分,軌道器和返回器組成的軌返組合體繼續留在月球軌道上飛行,著(zhù)陸器和上升器組成的著(zhù)上組合體分離后將著(zhù)陸月球,開(kāi)展后續采樣任務(wù)。


中國航天科技集團黃昊介紹,分離到著(zhù)陸下降過(guò)程,首先是一個(gè)降軌(變軌),從200公里軌道下降到200×15公里的軌道。在這個(gè)軌道上其實(shí)也還是存在一些風(fēng)險的,首先是精準的控制過(guò)程,然后是達到預定的一個(gè)軌道。


不同于地球著(zhù)陸,月球上沒(méi)有大氣,無(wú)法通過(guò)降落傘風(fēng)阻減速,因此著(zhù)上組合體只能通過(guò)發(fā)動(dòng)機的反推力來(lái)實(shí)現減速。下降到預定的軌道后,著(zhù)上組合體的7500牛變推力發(fā)動(dòng)機距離月面約15公里處開(kāi)機,在減速下降的過(guò)程中不斷調整自己的姿態(tài),直至到達預選著(zhù)陸區上空,隨后進(jìn)行降落,整個(gè)下降過(guò)程大約需要經(jīng)歷15分鐘。


黃昊介紹,在15分鐘之內,需要將探測器由相對月球1.6公里每秒這樣一個(gè)速度,迅速降到0(公里每秒)的狀態(tài),就需要消耗大量的推進(jìn)劑,基本上探測器的重量的一半,都要消耗在整個(gè)動(dòng)力下降過(guò)程當中。


著(zhù)上組合體在減速降落的過(guò)程中,還會(huì )自主控制進(jìn)行粗避障和精避障,在距離月表高度大約100米后開(kāi)始緩速下降,經(jīng)過(guò)懸停避障后,關(guān)閉發(fā)動(dòng)機,著(zhù)上組合體自由落體,完成軟著(zhù)陸。


嫦娥六號如何判斷具體需要落在哪?


嫦娥六號著(zhù)上組合體著(zhù)陸月球的過(guò)程非常復雜,并且充滿(mǎn)了不確定性,難度系數非常大。那么在這么復雜的過(guò)程中,嫦娥六號是怎么判斷自己具體要著(zhù)陸在哪的呢?


嫦娥六號著(zhù)上組合體攜帶了許多敏感器,這些敏感器就像是探測器的眼睛和耳朵,它們通過(guò)光學(xué)、微波等方式自動(dòng)判斷具體的著(zhù)陸地點(diǎn)。


中國航天科技集團黃昊介紹,通過(guò)各種敏感器,知道探測器與月球的相對的位置和速度,通過(guò)發(fā)動(dòng)機控制探測器的姿態(tài)、減速來(lái)實(shí)現,最終達到指定的落點(diǎn)目標。


降落的過(guò)程時(shí)間很短,著(zhù)上組合體攜帶的燃料也有限,面對預選著(zhù)陸區復雜的地形環(huán)境,需要快速靈活反應,因此地面的工作人員不會(huì )實(shí)時(shí)操作它具體降落到哪里,著(zhù)上組合體會(huì )結合多種敏感器的數據,對數據進(jìn)行融合后,來(lái)自主判斷具體的著(zhù)陸位置。


黃昊介紹,它更多的是通過(guò)圖像判斷月球表面的一些坡度,以及坑、石塊的分布情況,最終根據這些圖像,然后選取一個(gè)比較優(yōu)的落點(diǎn)。


這次落月難度在哪兒?


中國航天科技集團任德鵬介紹,這次落月的難度主要是全程地面無(wú)法干預,完全是自主執行的。它具體體現在了幾個(gè)關(guān)鍵性動(dòng)作,首先推進(jìn)要正常地執行,尤其是發(fā)動(dòng)機推力的穩定性保持,導航敏感器、著(zhù)陸緩沖裝置要正常工作。


月背南極-艾特肯盆地是一直徑約2400公里的撞擊坑,是月球上最古老和最大的撞擊坑。圖片來(lái)源:央視新聞


迄今為止,人類(lèi)共對月球進(jìn)行了10次采樣返回,這10次采樣均位于月球的正面??茖W(xué)家認為,月球背面整體上相對于月球正面更為古老,具有重要科研價(jià)值,因此,嫦娥六號計劃對月球背面樣品進(jìn)行系統長(cháng)期的研究,分析月壤的結構、物理特性、物質(zhì)組成,爭取獲得更新的月球科學(xué)數據。


圖片來(lái)源:中國探月工程


月球和地球相距38萬(wàn)公里,只有正面朝向地球。到月球背面去“挖寶”,可以說(shuō)是前所未有,也大大增加了月球“挖土”的難度。


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資料來(lái)源:新華社、央視新聞、中國的航天、新京報

編輯 常江

校對 趙琳