星期四   2023年02月02日 经济晚报 时政新闻
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“好比把一台小卡车成功降落到崇山峻岭中”

嫦娥六号成功着陆体现中国航天的智慧和创造

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  6月2日,北京航天飞行控制中心工作人员在查看嫦娥六号着陆器和上升器组合体传回的数据。(图据新华社)


  这是人类探索月球的历史性时刻!6月2日清晨,嫦娥六号成功着陆在月球背面南极—艾特肯盆地预选着陆区,开启人类探测器首次在月球背面实施的样品采集任务,即将“蟾宫挖宝”。

  当天6时23分,北京航天飞行控制中心响起热烈的掌声,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。

  自5月3日发射入轨以来,嫦娥六号探测器经历了约30天的奔月之旅,在经过地月转移、近月制动、环月飞行等一系列关键动作后,完成了这世界瞩目的“精彩一落”。

  相比于降落在月球正面,降落在月球背面可谓环环相扣、步步关键。特别是此次任务的预选着陆区——月球背面南极—艾特肯盆地,落差可达十多公里,好比把一台小卡车成功降落到崇山峻岭中,每一步都不能掉以轻心,充满着中国航天人的智慧和创造。


15分钟内落月必须一次成功


  落月机会只有一次,15分钟内,必须一次成功。月背地形复杂多变,山脉、山谷、陨石坑密布,而探测器必须成功着陆在一块平坦的区域上,才能顺利完成后续任务,“好比把一台小卡车成功降落到崇山峻岭中。”北京航天飞行控制中心科研人员打了一个形象的比喻。

  为了在“山脉中找平地”,科研人员为嫦娥六号的落月选址下足了功夫。由嫦娥二号探测器影像制成的全月7米分辨率数字正射影像及20米分辨率的数字高程模型产品发挥了作用,科研人员借助它们寻找坡度较小的平坦区域。

  主减速、接近、悬停避障、缓速下降,嫦娥六号步步为营。过程中,制导导航与控制系统是“驾驶员”,整个落月过程不需要人工干预。微波测距测速敏感器像是“泊车雷达”,帮助判断其相对于月球表面的距离和下降速度。

  6月2日6时9分,嫦娥六号着陆上升组合体开始实施动力下降,7500牛变推力主发动机开机。其间,组合体进行快速姿态调整,逐渐接近月表。此后,它通过视觉自主避障系统进行障碍自动检测,利用可见光相机根据月面明暗选择大致安全点,在安全点上方100米处悬停,再利用激光三维扫描进行精确拍照以检测月面障碍,最终选定着陆点,缓速垂直下降。即将到达月面时发动机关闭,4条轻质、高强度的“修长美腿”和4个圆形“大脚掌”组成着陆缓冲机构,平稳着陆在预定位置。


将进行人类首次月背采样


  嫦娥六号任务实施人类首次月背采样返回,工程创新多,风险高,难度大。与2020年实现月球正面采样返回的嫦娥五号任务相比,嫦娥六号任务突破了月球逆行轨道设计与控制技术,并将在鹊桥二号中继星的支持下,完成月背智能快速采样、月背起飞上升等关键技术节点。

  此前,人类在月球开展的全部采样任务,均位于月球正面。人类第一份来自月背的月壤样品,将由嫦娥六号完成采集。在目前确定的预选着陆区,我们有望采集到更古老的月球样品,将其与嫦娥五号采集的“年轻”月壤进行对比,将具有重要科学意义。同时,月球地质地貌、元素分布具有二分性,即月面与月背状态差别较大,对此,科学家提出了各类假说,嫦娥六号有望给出更多实证。

  接下来,嫦娥六号将开始持续约两天的月背采样工作,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。同时将开展月球背面着陆区的现场调查分析,月壤结构分析等科学探测,深化月球成因和演化历史的研究。

(据新华社、《北京晚报》)







◎新闻链接


盘点嫦娥六号“黑科技”


GNC系统


  GNC系统,是制导(Guidance)、导航(Navigation)与控制(Control)系统的简称,它就好比嫦娥六号着陆器和上升器组合体在落月过程中的“驾驶员”,需要实时知道“我在哪儿”“我要去哪儿”和“我怎么去”。在极具挑战的落月过程中,该系统要完成“飞行轨迹控制”“安全着陆点选择”和“精准控制”三项核心任务。目前,“嫦娥家族”使用的GNC系统均由航天科技集团五院502所研制。


鹊桥二号中继星


  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,这些信息的传输由航天东方红卫星有限公司(航天科技集团五院所属)抓总研制的鹊桥二号中继星支持完成的。

  与鹊桥中继星的数据传输“双车道”相比,鹊桥二号把同时接收探测器的数据传输通道提升到最多10路。这条信息高速路的“车速”也更快了,中继星与月面探测器的双向链路最高码速率提高了近10倍,对地数据传输链路的最高码速率提升近百倍。“这样,在提升通信速率的基础上,又大幅增加了传输通道。这一设计让鹊桥二号中继星一下有了5个‘分身’,使得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。”航天东方红卫星有限公司专家解释。


微波测距测速敏感器


  着陆月背,环环相扣,险象环生。由航天科技集团五院西安分院研制的微波测距测速敏感器,就像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。“这部‘雷达’在着陆器接近月球表面时开始工作,细致测量各项数据并传递精确信息,准确判断着陆点和降落速度,确保嫦娥六号控制身姿顺利‘泊车’,为安全精准着陆提供可靠保障。”航天科技集团五院西安分院专家形象地比喻道。

(据光明日报微信公众号)







“嫦娥”二十年探月,都干了啥?


       我国探月工程于2004年1月立项,被命名为“嫦娥工程”,开启了中国人走向深空探索宇宙奥秘的时代。

       2007年10月24日18时05分,嫦娥一号在西昌卫星发射中心成功发射。嫦娥一号是我国自主研制的第一颗月球探测卫星,它的发射成功标志着我国实施绕月探测工程迈出重要一步,中国人开启了走向深空探测的步伐。

       2010年10月1日18时59分,嫦娥二号在西昌卫星发射中心成功发射。嫦娥二号是中国探月计划中的第二颗绕月人造卫星,也是中国探月工程二期的技术先导星。

       2013年12月2日1时30分,嫦娥三号在西昌卫星发射中心成功发射。2013年12月14日,嫦娥三号探测器携中国首辆月球车“玉兔号”成功软着陆于月球雨海西北部(“虹湾着陆区”),我国成为世界上第三个实现月球软着陆的国家。

       2018年12月8日2时23分,嫦娥四号在西昌卫星发射中心成功发射。2019年1月3日10时26分,嫦娥四号探测器自主着陆在月球背面南极—艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内,实现人类探测器首次在月球背面软着陆。2019年1月3日11时40分,嫦娥四号着陆器传回了世界第一张近距离拍摄的月背影像图,这是人类探测器首次在月球背面拍摄的图片。

       2020年11月24日4时30分,嫦娥五号在文昌航天发射场成功发射。2020年12月17日,嫦娥五号样品舱成功着陆在我国内蒙古四子王旗,带回1731克月球样品。这是我国首次完成地外天体样品采集,也是人类时隔44年后再次带回新的月球样品。

       2024年5月3日17时27分,嫦娥六号在文昌航天发射场成功发射。嫦娥六号原本是嫦娥五号的备份,在嫦娥五号任务成功后被赋予了新的使命。嫦娥六号计划前往月球背面南极—艾特肯盆地,进行形貌探测和地质背景勘察等工作,去发现并采集不同地域、不同年龄的月球样品。      

(本报综合)