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子午观潮

视频 | 嫦娥六号“蟾宫挖宝” 将揭开怎样的月球奥秘?

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看看新闻Knews记者舒克宋懿杨臻

2024-06-05 00:21

正是依托于我国航天系统高精度自主测控技术的不断突破,嫦娥六号才能在48小时内快、准、稳地完成‘落、采、升’。


嫦娥六号又一次刷屏了。


6月4日早上7点38分,携带着月球样品的嫦娥六号上升器,从月球背面起飞,随后成功进入预定环月轨道,由此实现了世界首次月背采样和起飞。


嫦娥六号如何回家?


当天早上,北京航天飞行控制中心现场再次响起了热烈的掌声,从点火起飞到入轨完美的6分钟,这意味着嫦娥六号上升器已经顺利地进入到了预定的环月轨道。


值得一提的是,嫦娥六号上升器单是从月球背面起飞,就是一个相当高难度的动作,业内形容为“相当于在月球完成了一次发射”。


与地面发射不同,月面没有一马平川的起飞地点,更没有完备固定的发射塔架,只能将着陆器作为“临时塔架”。这需要地面飞控人员根据着陆的位置姿态以及目标轨道,为上升器计算出最佳飞行方向和起飞参数,确保正常起飞、准确入轨。


此外,为保障后续交互对接,上升器必须“零窗口”起飞,也就是必须准时准点。因为月球自转周期是一个月,一旦错过,对接窗口就得再等一个月。



后续,嫦娥六号上升器将在环月轨道上,与轨道器和返回器的组合体进行交会对接。由于上升器和“轨返组合体”的重量差距较大,为避免两个飞行器发生碰撞,它们将采用“握手”加“抱紧”的方式交会对接,这一过程大约需要21秒。


完成交会对接后,上升器就要转交月背采集的月壤样品了。借助一个200到300毫米的狭小通道,样品容器将被抓取到返回器内。上升器便完成使命,与“轨返组合体”分离。


之后,“轨返组合体”在环月轨道飞行约14天,等待月地转移的“窗口”时机。在进入月地转移轨道后,大约经过5天,“轨返组合体”会来到距离地球约5000公里的高度,此时,“轨返组合体”进行分离,由返回器独自进入返回阶段。


本次返回,采用的是半弹道跳跃式再入大气层的方式。最终,嫦娥六号返回器将降落在内蒙古四子王旗着陆场,完成这场历时53天的地月往返之旅。


在上海市宇航学会资深航天科普专家陶建中看来,人类目前只在月球采样过10次,且均位于月球正面。因此,此次中国的嫦娥六号完成世界首次月球背面采样、返回,具有重要意义,“不仅突破了技术难点,有利于实现人类对月球的全面认知,更为将来开发和利用月球背面开辟了道路。”



在月超48小时 嫦娥六号都忙了些啥?


从2日着陆到4日返程,嫦娥六号在月球背面待了超过48小时,工作排得满满当当。它顺利完成在月球背面南极-艾特肯盆地的智能快速采样,并按预定形式将月背样品封装存放在上升器携带的贮存装置中。


其中,智能采样是嫦娥六号任务的核心关键环节之一,探测器经受住了月背高温考验,通过钻具钻取和机械臂表取两种方式,分别采集了月球样品,实现了多点、多样化自动采样。


而嫦娥六号上搭载的多个科学载荷也同步开展了多项科学任务,比如,月壤结构探测仪就对月面地面下的浅层结构进行4次探测。


此外,由于此次着陆采样区位于月球背面,这是和嫦娥五号任务相比的最大不同,也是难点所在。首先,月球背面不能直接和地球通信,虽然有鹊桥二号中继星传递信息,但中继星不能随时“在线”。为此,科研人员将采样时间压缩到约14个小时,可以说是时间紧、任务重。


而为了在有限的时间内尽可能多“挖土”,嫦娥六号研制团队优化了采样流程,还合并了采样步骤,做到一个指令执行多步操作。


陶建中表示,正是依托于我国航天系统高精度自主测控技术的不断突破,嫦娥六号才能在48小时内快、准、稳地完成“落、采、升”。



陶建中注意到,嫦娥六号采样区位于月球背面南极-艾特肯盆地,该盆地是太阳系中已知的最大撞击坑之一,被认为是月球上最大、最古老和最深的盆地。而嫦娥六号这一落点与嫦娥五号在月球正面的落点吕姆克山脉,大致呈中心对称关系。这意味着,科研人员可以将此次样品与嫦娥五号采集的样品进行比照研究,进一步分析月壤结构、物理特性等。


忙碌的采样工作之余,嫦娥六号还留下了“自拍照”和月背“风景照”。4日,国家航天局发布了系列影像图,包括嫦娥六号落月过程中降落相机拍摄的着陆区域附近影像、全景相机拍摄的着陆点影像等。


“月背影像图与采样实物相结合,将有助于科学家进一步了解月球的演化历史。”陶建中指出,月球影像图是月球科学研究最为基础性的资料,对我们研究月球物质特性、月球地质构造、月表物质成分的含量,探究月球起源与演化有着直接的科学价值或重要的参考作用。


值得一提是,在完成月背采样后,嫦娥六号上升器还拍下一张钻取区域的照片,月表呈现一个“中”字。而在返程之前,嫦娥六号还展示了五星红旗,这也是中国首次在月球背面独立动态展示国旗。



开展航天国际合作 助推人类命运共同体向太空延伸


作为人类月背探索的重要一步,嫦娥六号的探测过程也牵动全球目光。国际舆论称,嫦娥六号的着陆进一步提升了中国的航天大国地位,此前还没有其他国家在月球这一地区实现过软着陆。同时,中国无人月球探测器成功在月球背面着陆,朝着人类首次月背采样返回这一目标迈进。


值得注意的是,此次月背之旅,嫦娥六号还搭载了欧洲空间局、法国、意大利、巴基斯坦的国际载荷一同进行科学探测。对此,欧空局局长表示,嫦娥六号成功着陆是了不起的成就,欧空局很感激、也很自豪能够参与其中。


在陶建中看来,嫦娥六号成功完成任务,是为接下来的嫦娥七号、嫦娥八号的探测任务,乃至将来的载人航天、建立国际月球科研站做技术准备。



去年,中国载人航天工程办公室曾证实未来我国的探月计划,包括2026年前后发射嫦娥七号去月球南极寻找水存在的证据;2030年前实现中国人首次登陆月球等。


此外,我国牵头组织的国际月球科研站计划,已经吸引10多个国家和机构加入,并计划在2035年前建成基本型,以月球南极为核心开展月球环境探测和资源利用试验验证。


“开展航天国际合作,将助推人类命运共同体向太空延伸。”陶建中注意到,在今年的航天大会上,我国提出将打造“五五五工程”,欢迎50个国家、500家国际科研机构和5000名海外科研人员加入国际月球科研站项目,携手一道共同建设和实施国际月球科研站这一大科学工程,共同管理科研站设施,共享科研成果。“中国航天将不断为人类和平利用太空、推动构建人类命运共同体贡献中国智慧、中国方案、中国力量。”

编辑: 方菲菲
责编: 杨龙跃
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