2024年06月03日

蟾宫寻宝 月背折桂

嫦娥六号开启世界首次月球背面“挖宝”

嫦娥四号着陆区 嫦娥六号着陆区 南极—艾特肯盆地 月球背面南极—艾特肯盆地和附近晕渲地形图。 (嫦娥一号DEM数据) (本栏稿件综合新华社电、央视网) 徐云/制图

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”。

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”。

月背着陆时间短、难度大、风险高,放眼世界也仅有我国的嫦娥四号探测器曾在2019年初成功实现月背软着陆。此次嫦娥六号不仅要实现月背软着陆,更将按计划采集月球背面的月壤,走别人没走过的路。

成功着陆月背,只是开始。后续着陆器将进行太阳翼和定向天线展开等状态检查与设置工作,随后正式开始持续约2天的月背采样工作,通过钻取和表取两种方式分别采集月球样品,实现多点、多样化自动采样。同时,本次任务还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。

2004年,中国探月工程正式批准立项。从嫦娥一号拍摄全月球影像图,到嫦娥四号实现人类首次月球背面软着陆;从嫦娥五号带着月壤胜利归来,再到如今嫦娥六号即将月背“挖宝”……20年来,中国探月工程不断刷新人类月球探测的纪录。

落在哪 月球最大最古老最深的盆地

嫦娥六号任务总设计师胡浩介绍,此次任务预选的着陆区为月球背面南极—艾特肯盆地,被公认为月球上最大、最古老、最深的盆地。着陆点的选择综合考虑了着陆难度、通信难度和科研价值,有望带回年代更久远的月球样本,助力人类进一步分析月壤的结构、物理特性、物质组成等,并深化对月球成因和演化历史的研究。

在该区域采集样品并进行分析研究,以期发现不同地域、不同年龄的月球样品,增进人类对月球的认知。

怎么落 好比把一台小卡车降落到崇山峻岭中

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,好比要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。

“渐次刹车”减速接近月表

着陆器和上升器组合体实施动力下降,搭载的7500牛变推力主发动机开机,逐步将探测器相对月球速度降为零。其间,组合体进行快速姿态调整,逐渐接近月表。

“火眼金睛”选择理想落点

着陆器和上升器组合体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,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,开始缓速垂直下降。

“关键缓冲” 确保安全落月

即将到达月面时,发动机关闭,利用缓冲系统保障组合体以自由落体方式到达月面,最终平稳着陆在月球背面南极—艾特肯盆地。

如何挖

可挖 可钻 可抓 看月背采样“神器”如何工作

嫦娥六号在降落后的48小时内,先后进行钻取、表取以及样品封装等工作。月球背面采样,会用到哪些“神器”?又是如何进行的?

和嫦娥五号任务相同,执行月背采样任务,嫦娥六号也要进行钻取和表取两种采样方式。钻取是固定在一个点位,采集保持“剖面层序”的月壤岩芯样品。而表取则是在月面多个位置铲取月壤或拾取月岩。

钻取过程像“穿袜子”

首先进行的是钻取。钻取采样装置设计长度为2.5米,由特殊的硬质合金制成,一共有三层结构,最外层是可以旋转钻进的外钻杆。紧靠外钻杆的是取芯管,取芯管的外面包裹着一条长长的袋子,叫取芯袋。当钻头向下钻进时,取芯袋也会跟随着取芯管向下运动,而钻取到的月壤岩芯则会被顶进袋内,这个过程有点像“穿袜子”。

取样后的取芯袋以缠绕的方式存放在钻取初级密封装置上。

表取机械臂伸展长达3.7米

完成钻取采样任务后,就将进行表取采样,表层采样是借由机械臂完成的,机械臂的伸展长度达到了3.7米,可以在120度的范围内实施月面采样,并且能够连续多次采样。

机械臂携带了一个“末端采样器”,一头的采样器兼具了挖取、铲挖、抓取三种功能。对于颗粒细小的月壤可直接挖取,对于较小的石块则可以铲挖。此外,它还可以抓取更大尺寸的石块。

另一头的采样器则能对一些相对坚硬的目标进行浅钻,并通过花瓣结构进行样本提取。

表取采样来的样品,会被放置在表取初级密封装置中。取样工作结束之后,表取初级密封装置就会从着陆器上被提取出来,放置在上升器顶部的密封封装装置中进行封装。

嫦娥六号“出差”任务全过程

约53天

05.03

17时27分

嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射,之后准确进入地月转移轨道

05.08

10时12分

在北京航天飞行控制中心的精确控制下,嫦娥六号探测器成功实施近月制动,顺利进入环月轨道飞行

05.08

16时14分

嫦娥六号任务搭载的国际载荷之一巴基斯坦立方星与轨道器在周期12小时环月大椭圆轨道的远月点附近分离,随后成功拍摄第一幅影像。10日,我国向巴基斯坦交接嫦娥六号任务巴基斯坦立方星数据

05.30

着陆器与上升器组合体和轨道器与返回器组合体实现在轨分离

06.02

06时23分

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

随后正式开始持续约2天的月背采样工作

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