嫦娥六號成功著陸月背南極-艾特肯盆地
記者從國家太空總署獲悉,6月2日6時23分,嫦娥六號登陸器和上升器組合體在鵲橋二號中繼星支持下,成功著陸在月球背面南極-艾特肯盆地預選著陸區。 6月2日6時9分,嫦娥六號登陸器和上升器組合體開始實施動力下降,7500牛變推力主引擎開機。
其間,組合體進行快速姿態調整,逐漸接近月表。此後透過視覺自主避障系統進行障礙自動檢測,利用可見光相機根據月面明暗選擇大致安全點,在安全點上方100米處懸停,利用激光三維掃描進行精確拍照以檢測月面障礙,最終選定著陸點,開始緩速垂直下降,即將到達月面時發動機關閉,利用緩衝系統保障組合體以自由落體方式到達月面,最終平穩著陸於月球背面南極-艾特肯盆地。
嫦娥六號任務實施人類首次月背採樣返回,工程創新多,風險高,難度大,相比2020年實現月球正面採樣返回的嫦娥五號任務,嫦娥六號任務突破了月球逆行軌道設計與控制技術,並將在鵲橋二號中繼星的支持下,完成月背智慧快速採樣、月背起飛上升等關鍵技術節點。
嫦娥六號著陸器攜帶的有效載荷將按計畫工作,進行科學探測任務。嫦娥六號任務國際載重中歐空局月表負離子分析儀、法國月球氡氣偵測儀即將開機工作,義大利雷射角反射器完成部署。
嫦娥六號探測器自2024年5月3日發射入軌以來,先後經歷了地月轉移、近月煞車、環月飛行、著陸下降等過程。嫦娥六號探測器由軌道器、返回器、登陸器、上升器組成。 5月30日著陸器與上升器組合體和軌道器與返回器組合體實現在軌分離。登陸器與上升器組合體成功著陸後,著陸器將通過鵲橋二號中繼星,在地面控制下,進行太陽翼和定向天線展開等狀態檢查與設置工作,此後正式開始持續約2天的月背採樣工作,透過鑽具鑽取和機械臂表取兩種方式分別採集月壤樣本和月表岩石,實現多點、多樣化自動採樣。同時將進行月球背面著陸區的現場調查分析,月壤結構分析等科學探測,深化月球成因與演化史的研究。
近日,前往月球探索的中國嫦娥六號探測器成功實施近月制動,順利進入環月軌道飛行。
作為中國探月工程四期的“關鍵一環”,嫦娥六號將完成月背採樣返回等重要任務。自5月3日順利升空以來,嫦娥六號的探月之旅吸引全球關注。在50多天的旅程中,嫦娥六號要經歷哪些考驗?為什麼要到月球背面取土?哪些國家的載重跟著嫦娥一起奔月?
進入環月軌道飛行,只是嫦娥六號漫長飛行任務中的一環。
根據專家介紹,嫦娥六號探測器需經歷發射入軌段、地月轉移段、近月制動段、環月飛行段、著陸下降段、月面工作段、月面上升段、交會與樣品轉移段、環月等待段、月地轉移段及再入回收段等11個飛行過程。每個階段環環相扣,好比接力賽,每一棒都必須成功。
與先前的嫦娥五號探月任務不同,嫦娥六號採用的是月球逆行軌道,其飛行方向與月球的自轉方向相反。專家介紹,採用逆行軌道能夠提升探測器與月球之間的相對速度,讓環繞器更穩定在環月軌道上,並避免改動探測器太陽翼、敏感器等裝置的安裝位置。
嫦娥六號從發射到返回地面,整個過程需要53天,比嫦娥五號多花1個月。這些多出的時間,主要用於「等待」適當的落月時機。
嫦娥六號任務副總設計師王瓊說,由於嫦娥六號探測器將在月背著陸,降落前,其軌道面需調整到與著陸點共面的位置,這一過程需多等待20多天。在鵲橋二號中繼星的支持下,嫦娥六號將調整環月軌道高度和傾角,擇機實施軌道器返回器組合體與著陸器上升器組合體分離。隨後,著陸器上升器組合體將實施月球背面著陸,按計畫進行月球背面採樣以及返回任務。
嫦娥六號的預選降落區為月球背面南極—艾特肯盆地。該盆地是整個太陽系中已知的最大撞擊坑之一,被認為是月球上最大、最古老和最深的盆地,是月殼演化3個獨立的地體之一,可能保存了月球上古老的岩石,具有重要的科研價值,有望助力人類進一步分析月壤的結構、物理特性、物質組成等,並深化對月球成因和演化歷史的研究。
月球背面不如月球正面那麼平坦,著陸區的選擇及精準著陸是任務的難題之一。為此,嫦娥六號在落月過程中將透過多種技術手段,調整到理想的著陸區域。
月背採樣的「挖土」過程同樣具有不確定性。王瓊說,對於登陸器下方的月球淺層結構,必須等到嫦娥六號探測器抵達月球後,借助探測器才能知道具體情況。
嫦娥六號著陸後,著陸上升組合體將採取鑽取及表取兩種採樣方式,完成月壤的取樣與封裝。同時,有效載荷、國際載重進行就位探測。
所謂表取,是用類似人手的「鏟子」採集月壤,鑽取則可深入月球內部鑽取月壤岩芯。雖然嫦娥六號會在月球上工作兩天,但由於身處月背,受限於中繼星覆蓋時長問題,嫦娥六號探測器的工作時間將縮短至36到40個小時,這對地面人員以及探測器的工作效率提出了更高要求。
在完成月面工作後,上升器將攜帶月球樣品在月面起飛,透過實施4次軌道機動,採用多圈多脈衝共面橢圓軌道交會策略,導引至高度為210公里的環月圓軌道上,與軌返組合體實施交會對接。
嫦娥六號任務提供了開放的國際合作機會,務實的國際合作是這項任務的一大特色。
2019年4月,國家太空總署對外發布了《嫦娥六號任務國際載荷合作機會公告》,透過對兩批次國際載荷搭載項目建議的徵集、遴選,最終嫦娥六號搭載了4個國際載荷,包括法國氡氣偵測儀,對月表氡氣同位素進行原位測量;歐空局月表負離子分析儀,對月球表面負離子進行探測,研究等離子體和月面的交互作用;巴基斯坦立方體,進行在軌成像任務;義大利雷射角反射鏡,作為在月球背面的定位絕對控制點,可以與其他月球偵測任務進行聯合測距與定位研究。
5月8日16時14分,嫦娥六號任務搭載的國際載重之一巴基斯坦立方星與軌道器在週期12小時環月大橢圓軌道的遠月點附近分離,隨後成功拍攝第一幅影像。巴基斯坦立方星計畫實現「成功分離,獲得遙測」的既定目標,取得圓滿成功。巴基斯坦立方星是由巴基斯坦太空技術研究所和上海交通大學於2023年初啟動聯合研製,2024年按計畫完成與探測器的組裝、測試和發射場準備。巴基斯坦立方星計畫成功驗證了納衛星月球軌道探測技術,探索了中巴月球與深空探測任務合作模式,為後續任務中雙方更深入的合作奠定了基礎。
目前,中國正加速推動國際月球科研站大科學工程。前不久,國際月球科研站新增尼加拉瓜、亞太太空合作組織、阿拉伯天文學與太空科學聯盟3個合作國家、機構。嫦娥六號任務總設計師胡浩表示,中國探月工程向重視國際合作,合作之門始終對國際社會敞開。 (記者劉嶢)