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,成功進入預定環月軌道。經歷了將近一個月的漫長等待與兩天的辛勤工作,嫦娥六號順利完成任務,即將踏上歸程。
這是世界首次月球背面採樣和起飛。嫦娥六號從月球背面古老的南極-艾特肯盆地採集的珍貴樣品,將幫助人類進一步進行月壤結構分析,深化對月球成因和演化歷史的研究。
從2004年至今,中國探月工程已立項20周年。嫦娥六號任務作為中國探月工程的第7次任務,創造了中國在太空探索領域的新紀錄。
6月2日清晨,嫦娥六號成功着陸在月球背面南極-艾特肯盆地預選着陸區,開啟人類探測器首次在月球背面實施的樣品採集任務。屏幕上為模擬動畫畫面。新華社發
嫦娥六號承擔着什麼任務
嫦娥六號原本是嫦娥五號的備份。在嫦娥五號任務成功後,它被賦予了新的使命——前往月球背面南極-艾特肯盆地,進行科學探測和樣本採集等工作。這是人類首次月球背面採樣返回任務。
嫦娥六號配備了降落相機、全景相機、礦物光譜分析儀、月壤結構探測儀、國旗展示系統等有效載荷。此外,嫦娥六號還搭載了歐空局月表負離子分析儀、法國氡氣探測儀、意大利激光角反射器、巴基斯坦立方星等載荷項目。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相互作用機制;法國氡氣探測儀對月球表面氡氣同位素開展原位探測;意大利激光角反射器,作為在月球背面的定位絕對控制點,可以與其他月球探測任務開展聯合測距與定位研究;巴基斯坦立方星開展在軌成像任務。可以説,此次嫦娥六號任務,備受各方期待。
嫦娥六號任務有多難
嫦娥六號任務之前,人類對月球進行的採樣均位於月球的正面。月球和地球相距38萬公里,到月球背面去“挖寶”,可以説是前所未有,在月球表面“挖土”的難度也大大提升。
嫦娥六號任務發射至採樣返回全過程約53天,任務周期長,工程創新多,風險高、難度大,每個階段環環相扣。相比2020年實現月球正面採樣返回的嫦娥五號任務,嫦娥六號任務需在鵲橋二號中繼星的支持下,實施首次月球背面自動採樣返回,突破環月逆行軌道設計與控制、月背智能快速採樣、月背起飛上升等關鍵技術。同時,嫦娥六號任務會開展月球背面着陸區的現場調查分析等科學探測,深化月球成因和演化歷史的研究。
想要飛到月背,嫦娥六號首先要進入近地點200公里、遠地點約38萬公里的地月轉移軌道。與嫦娥五號相比,嫦娥六號重了不少。科研人員對長征五號運載火箭進行了多項設計優化和工藝改進,使其可以充分滿足嫦娥六號的需要。
發射窗口是第一道考驗。一旦錯過發射的時間窗口,“嫦娥奔月”就會受到影響。科研人員應用了“窄窗口多軌道”發射技術,為火箭在連續兩天、每天50分鐘的窗口內設計了10條奔月軌道,以提高實施發射概率和可靠性。
想抵達月背並開展工作,通信是關鍵。任何飛到月背、落到月背的探測器,都無法直接跟地球建立&&。月球龐大的身軀會擋住嫦娥六號與地面指揮的通信信號,在軌“等候多時”的鵲橋二號中繼星需要充當“順風耳”,架起溝通的橋梁。
環月逆行軌道方案是此次任務的亮點和難點。由於太陽始終直射在月球赤道附近的區域,如果仍然採用嫦娥五號的環月順行軌道方案,探測器在月球南半球着陸時,會出現受曬面調轉180°的情況——探測器本應朝陽的一側處於陰影中,而應當處於陰影環境的一側處於光照中,這會影響採樣過程中的能源供給、採光等。針對這一難點,經過充分分析研究,軌道設計師為嫦娥六號巧妙設計了環月逆行軌道方案。該方案通過調轉飛行軌道的方向,化解了因採樣區域位置變化帶來的朝向變化問題,同時也避免了構型布局和硬體産品的大幅度調整。
嫦娥六號的月面採樣時間相比嫦娥五號,壓縮了數小時。如何搶回這幾個小時,智能化採樣是必不可少的環節。嫦娥五號採用的是遙控的方式,每一個過程都需要地面發送指令,執行相應的動作。嫦娥六號則採用了智能化採樣,一部分固定動作交給探測器自己去執行,這就減少了很多和地面交互的環節,可以提高探測器的預見處理能力,有效把時間節省下來。
嫦娥六號成功着陸月背之後,靠什麼供電
嫦娥六號在月背的工作時間,在農曆四月廿六(6月2日)之後。這個時間段,從地球上看,月亮只是小小一個月牙,甚至逐漸消失在夜空中。其實,這段時間,太陽光正好直射在月球的背面。所以,嫦娥六號依靠的主要還是太陽能發電,還有自己攜帶的蓄電池,由這兩種方式綜合進行能源供給。
嫦娥六號如何帶回月球“土特産”
嫦娥六號任務沿用嫦娥五號任務的方法,通過鑽取和表取兩種採樣方式,獲得不同層面和深度的樣品,並在月球背面同步開展科學探測。
鑽取和表取,各自獨立,關注點和側重點都不一樣。鑽取是要採取一定深度的次表層,因為只能採一次,研究人員希望它能鑽到更深、採到層序更加豐富的樣品。表取的特點是,能夠在一片區域中實現多次採樣,其採樣目標是月球表面的風化層。兩種方式採集的樣品種類不同,科學價值不同,技術途徑也不同。
要想取回“宇宙快遞”,嫦娥六號必須精準做好“去、下、上、回、入”五個動作。嫦娥六號軌道器可以完成分離和組合的變形,讓嫦娥六號有去有回,帶着月壤順利“回家”。
月球“土特産”裏有什麼
此前,圍繞嫦娥五號從月球正面取回的月壤,科學家們已經開展了多項研究,所取得的科學研究成就涵蓋了月球形成、演化、太空風化作用與機制等多個領域,收穫70多項研究成果。在嫦娥五號取回的月壤中,科學家們還發現了月球新礦物“嫦娥石”。這是人類在月球上發現的第6種新礦物。
此次任務預選的着陸區為月球背面南極-艾特肯盆地。這是公認的月球上最大、最古老、最深的盆地。着陸點的選擇綜合考慮了着陸難度、通信難度和科研價值,有望帶回年代更久遠的月球樣本,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。
嫦娥六號對未來太空探索有什麼影響
嫦娥六號任務是中國一項重要的月球探測任務,它的科學成果對於人類未來的太空探索有着深遠影響。
嫦娥六號任務為未來的月球開發奠定了基礎。嫦娥六號任務的實施,不僅為中國探月工程創造了新的紀錄,更將對全球航天領域産生深遠的影響。嫦娥六號採集到的珍貴月球樣品,將為人類提供更多關於月球的寶貴數據和信息,有望深化人類對月球成因和演化歷史的研究。
嫦娥六號任務推動了國際合作。嫦娥六號任務的成功將有助於吸引更多國際夥伴加入,推動國際月球科研站計劃的實施,共同拓展人類認知的疆域。中國提倡太空探索計劃的和平性質,強調國際合作和共享科研成果。通過積極參與國際合作,中國正在為構建人類命運共同體、和平利用太空作出積極貢獻,推動着太空探索的全球合作與發展。(賀逸舒 王凌碩)
