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嫦娥六號成功著陸,將實施人類首次月背采樣返回!落月是怎么落的?如何選擇著陸地點?

每日經(jīng)濟新聞 2024-06-02 08:36:59

每經(jīng)編輯 畢陸名

據(jù)新華社消息,6月2日,嫦娥六號著陸器和上升器組合體成功著陸在月球背面南極-艾特肯盆地預(yù)選著陸區(qū)。

圖片來源:央視新聞

據(jù)央視軍事報道,6月2日6時9分,嫦娥六號著陸器和上升器組合體開始實施動力下降,7500牛變推力主發(fā)動機開機。其間,組合體進行快速姿態(tài)調(diào)整,逐漸接近月表。此后通過視覺自主避障系統(tǒng)進行障礙自動檢測,利用可見光相機根據(jù)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(dá)月面時發(fā)動機關(guān)閉,利用緩沖系統(tǒng)保障組合體以自由落體方式到達(dá)月面,最終平穩(wěn)著陸于月球背面南極-艾特肯盆地。

圖片來源:視頻截圖

嫦娥六號任務(wù)實施人類首次月背采樣返回,工程創(chuàng)新多,風(fēng)險高,難度大,相比2020年實現(xiàn)月球正面采樣返回的嫦娥五號任務(wù),嫦娥六號任務(wù)突破了月球逆行軌道設(shè)計與控制技術(shù),并將在鵲橋二號中繼星的支持下,完成月背智能快速采樣、月背起飛上升等關(guān)鍵技術(shù)節(jié)點。

嫦娥六號著陸器攜帶的有效載荷將按計劃工作,開展科學(xué)探測任務(wù)。嫦娥六號任務(wù)國際載荷中歐空局月表負(fù)離子分析儀、法國月球氡氣探測儀即將開機工作,意大利激光角反射器完成部署。

嫦娥六號探測器自2024年5月3日發(fā)射入軌以來,先后經(jīng)歷了地月轉(zhuǎn)移、近月制動、環(huán)月飛行、著陸下降等過程。嫦娥六號探測器由軌道器、返回器、著陸器、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(xiàn)在軌分離。著陸器與上升器組合體成功著陸后,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(tài)檢查與設(shè)置工作,此后正式開始持續(xù)約2天的月背采樣工作,通過鉆具鉆取和機械臂表取兩種方式分別采集月壤樣品和月表巖石,實現(xiàn)多點、多樣化自動采樣。同時將開展月球背面著陸區(qū)的現(xiàn)場調(diào)查分析、月壤結(jié)構(gòu)分析等科學(xué)探測,深化月球成因和演化歷史的研究。

成功著陸月球,是嫦娥六號采樣返回的關(guān)鍵一步。在地外天體實現(xiàn)軟著陸肯定不是一件容易的事,那么嫦娥六號落月是怎么落的?一共分幾步?

另據(jù)央視新聞報道,嫦娥六號在落月前,首先要進行組合體分離。由軌道器、返回器、著陸器、上升器組成的四器組合體要先分離成兩部分,軌道器和返回器組成的軌返組合體繼續(xù)留在月球軌道上飛行,著陸器和上升器組成的著上組合體分離后將著陸月球,開展后續(xù)采樣任務(wù)。

圖片來源:視頻截圖

中國航天科技集團黃昊:分離到著陸下降過程,首先是一個降軌(變軌),從200公里軌道下降到200×15公里的軌道。在這個軌道上其實也還是存在一些風(fēng)險的,首先是精準(zhǔn)的控制過程,然后是達(dá)到預(yù)定的一個軌道。

不同于地球著陸,月球上沒有大氣,無法通過降落傘風(fēng)阻減速,因此著上組合體只能通過發(fā)動機的反推力來實現(xiàn)減速。下降到預(yù)定的軌道后,著上組合體的7500牛變推力發(fā)動機距離月面約15公里處開機,在減速下降的過程中不斷調(diào)整自己的姿態(tài),直至到達(dá)預(yù)選著陸區(qū)上空,隨后進行降落,整個下降過程大約需要經(jīng)歷15分鐘。

中國航天科技集團黃昊:在15分鐘之內(nèi),需要將探測器由相對月球1.6公里每秒這樣一個速度,迅速降到0(公里每秒)的狀態(tài),就需要消耗大量的推進劑,基本上探測器的重量的一半,都要消耗在整個動力下降過程當(dāng)中。

著上組合體在減速降落的過程中,還會自主控制進行粗避障和精避障,在距離月表高度大約100米后開始緩速下降,經(jīng)過懸停避障后,關(guān)閉發(fā)動機,著上組合體自由落體,完成軟著陸。

嫦娥六號著上組合體著陸月球的過程非常復(fù)雜,并且充滿了不確定性,難度系數(shù)非常大。那么在這么復(fù)雜的過程中,嫦娥六號是怎么判斷自己具體要著陸在哪的呢?

嫦娥六號著上組合體攜帶了許多敏感器,這些敏感器就像是探測器的眼睛和耳朵,他們通過光學(xué)、微波等方式自動判斷具體的著陸地點。

降落的過程時間很短,著上組合體攜帶的燃料也有限,面對預(yù)選著陸區(qū)復(fù)雜的地形環(huán)境,需要快速靈活反應(yīng),因此地面的工作人員不會實時操作它具體降落到哪里,著上組合體會結(jié)合多種敏感器的數(shù)據(jù),對數(shù)據(jù)進行融合后,來自主判斷具體的著陸位置。

每日經(jīng)濟新聞綜合新華社、央視軍事、央視新聞

封面圖片來源:視頻截圖

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