嫦娥六号回家,月球快递送达

嫦娥六号返回器携带来自月背的月球样品昨安全着陆 创造中国航天新的世界纪录
青岛早报 2024年06月26日 钟尚蕾 郭阳

嫦娥六号携月背珍宝回家了。

嫦娥六号携带的“移动相机”,自主移动并成功拍摄、回传着陆器和上升器合影。图片均据新华社

  这是注定载入人类探月史册的重要时点!

  6月25日14时7分,嫦娥六号携带月球背面样品成功返回地球,历时53天、38万公里的太空往返之旅,创造中国航天新的世界纪录。

  习近平总书记在贺电中强调:“嫦娥六号在人类历史上首次实现月球背面采样返回,是我国建设航天强国、科技强国取得的又一标志性成果。”

  从嫦娥四号实现人类首次月背软着陆,到嫦娥六号实现人类首次月背采样返回;从圆满完成“绕、落、回”三步走目标,到探月工程四期任务全面推进,中国深空探索的脚步迈向更远,愈发坚实。

  前无古人的航天壮举

  千百年来,我们望月抒怀,看到的只是月亮的正面。始终背对我们的那一面,神秘而古老。

  自20世纪50年代开始,人类已经开展100多次月球探测、10次月球正面采样返回,但对月球起源和演化过程,仍存在许多疑问。鲜有涉足的月背,也许藏着新知。

  与较为平坦开阔的月球正面不同,月背布满沟壑、峡谷和悬崖。嫦娥六号的着陆区月球背面南极-艾特肯盆地,被公认为月球上最大、最古老、最深的盆地。从这里采集年代更久远的月球样品并加以研究,将帮助我们更好地认识这颗星球。

  回望过去,更能看出嫦娥六号承先启后的里程碑意义——

  2019年1月,嫦娥四号突破月背着陆这一世界难题;2020年12月,嫦娥五号从月球正面北半球成功采回迄今“最年轻”的月壤。

  探月工程历时17年的“绕、落、回”三步走规划如期完成,中国人有了到月球背面南半球开展人类首次月背采样的底气与信心。

  2021年9月,探月工程四期启动实施,任务主要目标是建设国际月球科研站基本型。

  美国布朗大学学者詹姆斯·黑德说,如果没有从月背带回的样本,科学家们就无法彻底了解月球作为一个完整天体的情况,“嫦娥六号带回的样本将使相关问题取得重大进展”。

  敢为人先的宇宙接力

  5月3日17时27分,海南文昌。长征五号遥八运载火箭托举嫦娥六号探测器向月球飞驰而去。探测器稳稳落月的“轻盈”身姿,于月背竖起的五星红旗,“挖土”后在月面留下的“中”字……这场持续53天的“追月大片”,一幕幕场景令人记忆犹新。

  月背采样在世界上没有先例可循,面临很多新情况新问题。而嫦娥六号采用嫦娥五号成熟技术,硬件产品技术状态已经确定,约束条件非常苛刻。为了适应新的任务要求,研制人员开展了大量适配和优化设计,攻克了月球逆行轨道设计与控制、月背智能采样和月背起飞上升等多项关键技术,成就了这场精彩绝伦的宇宙接力。

  ——架起地月新“鹊桥”。月背不仅是我们从地球上观测不到的“秘境”,更有着“不在服务区”的烦恼。

  今年3月率先发射的鹊桥二号中继星,在上一代鹊桥号中继星的基础上实现了全面升级,不仅提高了通信覆盖能力,还具有很强的灵活性和任务扩展能力,为嫦娥六号和探月工程四期等后续任务提供功能更广、性能更强的中继通信服务。

  ——实现月背“精彩一落”。6月2日6时23分,嫦娥六号着陆器和上升器组合体,稳稳落在月背表面。

  完成落月只有一次机会。主减速、接近、悬停避障、缓速下降……15分钟内,一系列高难度动作,蕴含通信、选址、轨道设计、发动机协同、视觉避障等科研智慧和经验。

  ——“挖宝”主打“快稳准”。6月2日至3日,嫦娥六号顺利完成采样,将珍贵的月背样品封装存放在上升器携带的贮存装置中,完成“打包装箱”。

  经受住月背温差大和月壤石块含量高等考验,通过钻具钻取和机械臂表取两种方式采集月球样品;快速智能采样技术将月面采样工作效率提高30%左右。

  ——月背起飞“三步走”。6月4日7时38分,嫦娥六号上升器携带月球样品自月背点火起飞,先后经历垂直上升、姿态调整和轨道射入三个阶段,成功进入预定环月轨道。

  月背起飞相比月面起飞,工程实施难度更大,在鹊桥二号中继星辅助下,嫦娥六号上升器借助自身携带的特殊敏感器实现自主定位、定姿。

  ——月背珍宝搭上“回家专车”。6月6日14时48分,嫦娥六号上升器成功与轨道器和返回器组合体完成月球轨道交会对接。

  上升器和轨道器同时在轨高速运动,轨道器必须抓住时机,捕获并紧紧抱住上升器,完成对接。应用抱爪式对接结构,仅用21秒完成“抓牢”“抱紧”动作,从而实现月背珍宝的“精准交接”。

  “嫦娥六号开展了我国当前最为复杂的飞行控制工作,将为后续更多月球探测、深空探测任务打下技术基础。”嫦娥六号任务总设计师胡浩说。

  逐梦深空的探月精神

  6月25日下午,内蒙古四子王旗阿木古朗草原,湛蓝的天幕之下,一顶红白相间的巨型降落伞缓缓落下,嫦娥六号返回器到家了!

  作为复杂度最高、技术跨度最大的航天系统工程之一,探月工程不允许有一颗螺丝钉的闪失。20年来,我国探月工程每一次突破、每一步跨越,都凝结着数千家单位、几万名科技工作者的心血和智慧。

  嫦娥六号任务周期长、风险高、难度大,更要迎难而上。

  嫦娥六号研试期间,中国科学院院士、中国航天科技集团专家杨孟飞几乎全程坚守在发射场,不时对任务试验队员们提出“刁钻”问题。“不是说‘合格了’就万事大吉,对问题要思考琢磨、深入理解。”杨孟飞常勉励年轻人要敢于较真。

  今天,嫦娥六号任务圆满收官,月背土壤科学研究即将开启。一份争分夺秒的时间表,更新了中国探月的任务书——

  2026年前后发射嫦娥七号,开展月球南极环境与资源勘察;2028年前后发射嫦娥八号,开展月球资源原位利用技术验证;2030年前实现中国人登陆月球;2035年前建成国际月球科研站基本型…… 据新华社

  / 青岛力量 /

  青岛理工大学护航

  嫦娥六号平安回家

  在嫦娥六号“回家”过程中,青岛理工大学山东省空间碎片监测与低轨卫星组网重点实验室团队研制的深空探测实时三维可视化与遥操作技术,在地月转移、近月制动、环月飞行、着陆下降、月面软着陆和月背采样阶段发挥关键作用。该技术已在嫦娥二号环月飞行,嫦娥三号、嫦娥四号探测器月面软着陆以及玉兔号、玉兔二号月面巡视遥操作和嫦娥五号月面取样返回任务中成功应用。

  记者了解到,在地面测控和鹊桥二号中继星支持下,实时三维可视化技术可以将嫦娥六号空间段的状态进行实时监测、快速还原,一改以往需要测控专家通过庞大数据分析探测器状态的方式,让探测器的飞行状态、姿态、载荷状态等信息直观展现在地面测控人员面前,以便对其进行更快速、更精准的测控;遥操作技术为嫦娥六号月背快速采样返回过程提供关键技术支撑。

  观海新闻/青岛早报记者 钟尚蕾 通讯员 郭阳