6月4日，在北京航天飛行控制中心屏幕上拍攝的嫦娥六號取樣回放畫面。 　　新華社記者 金立旺攝

6月4日，在北京航天飛行控制中心屏幕上拍攝的嫦娥六號上升器攜帶月球樣品自月球背面起飛的動畫模擬畫面。 　　新華社記者 金立旺攝

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　　6月4日7時38分，嫦娥六號上升器攜帶月球樣品自月球背面起飛，3000牛發(fā)動機工作約6分鐘后，成功將上升器送入預定環(huán)月軌道。此前，嫦娥六號順利完成在月球背面的采樣任務(wù)。后續(xù)，上升器將把樣品轉(zhuǎn)移到返回器中，由返回器帶回地球。

　　

　　月背“挖土”

　　鉆取和表取結(jié)合，實現(xiàn)多點、多樣化自動采樣

　　嫦娥六號任務(wù)之前，人類共對月球進行了10次采樣，均位于月球的正面。嫦娥六號探測器著陸區(qū)位于月球背面的南極—艾特肯盆地區(qū)域內(nèi)，這片區(qū)域是月球最古老、最大的隕石撞擊坑。采集這里的樣品并進行分析研究，將填補人類獲取月球背面樣本的空白，深化人類對月球成因和太陽系演化歷史的認知。

　　在月背，嫦娥六號怎么“挖土”？

　　中國航天科技集團五院科研人員介紹，嫦娥六號探測器采用表鉆結(jié)合、多點采樣的方式，設(shè)計了鉆具鉆取和機械臂表取兩種模式。“表取”是用一個機械臂攜帶采樣裝置采集月球表面的土壤，“鉆取”則是用一根鉆桿鉆入月球表層預定深度，把較深層土壤采集出來。

　　受限于月球背面中繼通信時長，嫦娥六號采用快速智能采樣技術(shù)，將月面采樣的有效工作時間縮短至不到20個小時。

　　看清“挖寶地”，嫦娥六號著陸器配置的采樣監(jiān)視相機、月壤結(jié)構(gòu)探測儀、月球礦物光譜分析儀等多種有效載荷儀器正常開機，開展月表形貌及礦物組分探測與研究、月球淺層結(jié)構(gòu)探測等科學探測任務(wù)。其中，鉆取采樣前，月壤結(jié)構(gòu)探測儀對采樣區(qū)地下月壤結(jié)構(gòu)進行了分析判斷，為采樣提供了數(shù)據(jù)參考。

　　在月背上“挖土”是個精細活，“鉆得動”很關(guān)鍵。對此，一方面，研制團隊開展了大量地面試驗與仿真分析；另一方面，結(jié)合月壤特性設(shè)計的獨創(chuàng)鉆頭，使其具備高硬度巖石的鉆進能力。

　　為應對中繼通信可能無法有效配合的極端工況，研制團隊還設(shè)計了應急程序，能夠通過“人機協(xié)作”方式，輔助嫦娥六號及時研判控制鉆取風險，現(xiàn)場決策后續(xù)動作。

　　封裝樣品

　　自動完成密封，高質(zhì)量打包確保月壤“原汁原味”

　　采集的月壤被放入上升器頂部的樣品封裝容器內(nèi)，再進行密封。

　　高真空、溫差大、有月塵，月球表面環(huán)境復雜。在38萬公里之外，為確保從“挖土”到封裝一氣呵成，同時歷經(jīng)空間飛行，再入返回過程而不被地面環(huán)境污染，維持月球樣品原態(tài)，科研人員研制了一套專門的裝置，能夠在月表自動承接、密封樣品，保證樣品完好無缺，“原汁原味”地送回地球。

　　為將月壤封裝容器與整形機構(gòu)分離并傳送至上升器內(nèi)，研制團隊設(shè)計了結(jié)構(gòu)簡單、操作易控、能耗低的分離和傳送方案，實現(xiàn)了不同著陸姿態(tài)下封裝容器的精準傳送。

　　嫦娥六號任務(wù)新聞發(fā)言人、國家航天局探月與航天工程中心副主任葛平介紹，嫦娥六號著陸器攜帶的歐空局月表負離子分析儀、法國氡氣探測儀等國際載荷工作正常，開展了相應科學探測任務(wù)；安裝在著陸器頂部的意大利激光角反射器成為月球背面可用于距離測量的位置控制點。

　　5月8日，嫦娥六號任務(wù)搭載的國際載荷之一，巴基斯坦立方星與軌道器在周期12小時環(huán)月大橢圓軌道的遠月點附近分離，隨后成功拍攝第一幅影像。5月10日，我國向巴基斯坦交接嫦娥六號任務(wù)巴基斯坦立方星數(shù)據(jù)。

　　起飛入軌

　　智能自主完成上升器整個上升和入軌的動作

　　月面工作結(jié)束，上升器點火起飛，先后經(jīng)歷垂直上升、姿態(tài)調(diào)整和軌道射入3個階段，順利進入預定環(huán)月飛行軌道。

　　不同于地面的航天器發(fā)射任務(wù)，月面起飛面臨著諸多挑戰(zhàn)。比如，地面發(fā)射有完善的發(fā)射場系統(tǒng)，月面起飛是將著陸器作為“臨時塔架”；地面發(fā)射有保障團隊支撐，月面起飛的許多工作需要靠航天器自己完成；地面發(fā)射的起飛位置和起飛姿態(tài)可以精準測算和調(diào)整，月面起飛只能靠飛行器自己提前識別。

　　葛平介紹，與嫦娥五號從月球正面起飛相比，嫦娥六號從月球背面起飛，無法直接得到地面測控支持，需要在鵲橋二號中繼星輔助下，借助自身攜帶的特殊敏感器實現(xiàn)自主定位、定姿，工程實施難度更大。

　　承擔這項艱巨任務(wù)的，是中國航天科技集團五院502所研制的制導導航與控制系統(tǒng)，它就像一名經(jīng)驗豐富的“駕駛員”，智能自主完成了上升器整個上升和入軌的動作。嫦娥五號、嫦娥六號兩次月面起飛的工程實踐，為未來深空探測任務(wù)的實施積累了經(jīng)驗。

　　中國航天科技集團五院科研人員介紹，考慮到鵲橋二號中繼星可能出現(xiàn)通信不暢的極端工況，嫦娥六號具備了自主起飛準確的能力，包括自主確定位置、自主確定姿態(tài)、自主計算起飛參數(shù)等。

　　據(jù)介紹，后續(xù)，上升器將與在環(huán)月軌道上等待的軌道器和返回器組合體進行月球軌道的交會對接，并將月球樣品轉(zhuǎn)移到返回器中。之后，上升器將與軌返組合體分離，軌道器和返回器組合體將環(huán)月飛行，等待合適的返回時機進行月地轉(zhuǎn)移，在地球附近返回器將攜帶月球樣品再入大氣層，計劃降落在內(nèi)蒙古自治區(qū)四子王旗著陸場。

　　《 人民日報 》（ 2024年06月05日 12 版）

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