解码嫦娥六号“奔月”之路 嫦娥六号各部分示意图

 人参与 | 时间:2024-05-21 02:23:45

  嫦娥六号各部分示意图 。奔月 图片来源  :国家航天局官网

  近日 ,解码前往月球探索的嫦娥中国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。奔月

  作为中国探月工程四期的解码“关键一环” ,嫦娥六号将完成月背采样返回等重要任务  。嫦娥自5月3日顺利升空以来,奔月嫦娥六号的解码探月之旅吸引全球关注。在50多天的嫦娥旅程中 ,嫦娥六号要经历哪些考验 ?为什么要到月球背面取土 ?哪些国家的奔月载荷跟着嫦娥一起奔月?

  经历11个飞行过程

  进入环月轨道飞行 ,只是解码嫦娥六号漫长飞行任务中的一环。

  据专家介绍  ,嫦娥嫦娥六号探测器需经历发射入轨段、奔月地月转移段、解码近月制动段、嫦娥环月飞行段、着陆下降段 、月面工作段、月面上升段、交会对接与样品转移段 、环月等待段 、月地转移段和再入回收段等11个飞行过程 。每个阶段环环相扣  ,好比接力赛 ,每一棒都必须成功。

  与之前的嫦娥五号探月任务不同,嫦娥六号采用的是月球逆行轨道 ,其飞行方向与月球的自转方向相反 。专家介绍,采用逆行轨道能够提升探测器与月球之间的相对速度 ,让环绕器更好地稳定在环月轨道上 ,并避免改动探测器太阳翼 、敏感器等器件的安装位置 。

  嫦娥六号从发射到返回地面  ,整个过程需要53天,比嫦娥五号多花1个月时间 。这些多出的时间 ,主要用于“等待”合适的落月时机 。

  嫦娥六号任务副总设计师王琼说,由于嫦娥六号探测器将在月背着陆,降落前,其轨道面需调整到与着陆点共面的位置 ,这一过程需多等待20多天  。在鹊桥二号中继星的支持下,嫦娥六号将调整环月轨道高度和倾角,择机实施轨道器返回器组合体与着陆器上升器组合体分离。随后 ,着陆器上升器组合体将实施月球背面着陆,按计划开展月球背面采样以及返回任务 。

  高效开展月壤采集

  嫦娥六号的预选着陆区为月球背面南极—艾特肯盆地 。该盆地是整个太阳系中已知的最大撞击坑之一,被认为是月球上最大 、最古老和最深的盆地,是月壳演化3个独立的地体之一,可能保存了月球上古老的岩石  ,具有重要的科研价值 ,有望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。

  月球背面不如月球正面那样平坦 ,着陆区的选择及精准着陆是任务的难题之一 。为此 ,嫦娥六号在落月过程中将通过多种技术手段 ,调整到理想的着陆区域 。

  月背采样的“挖土”过程同样具有不确定性。王琼说 ,对于着陆器下方的月球浅表层结构 ,必须等到嫦娥六号探测器抵达月球后,借助探测仪才能知道具体情况 。

  嫦娥六号着陆后 ,着陆上升组合体将采用钻取和表取两种采样方式,完成月壤的取样和封装 。同时,有效载荷  、国际载荷开展就位探测。

  所谓表取 ,是用类似于人手的“铲子”采集月壤 ,钻取则可深入月球内部钻取月壤岩芯 。虽然嫦娥六号会在月球上工作两天 ,但由于身处月背,受限于中继星覆盖时长问题 ,嫦娥六号探测器的工作时间将缩短至36到40个小时 ,这对地面人员以及探测器的工作效率提出了更高要求。

  在完成月面工作后 ,上升器将携带月球样品在月面起飞,通过实施4次轨道机动,采用多圈多脉冲共面椭圆轨道交会策略,导引至高度为210公里的环月圆轨道上,与轨返组合体实施交会对接 。

  开放国际合作机会

  嫦娥六号任务提供了开放的国际合作机会 ,务实的国际合作是本次任务的一大特色。

  2019年4月 ,国家航天局对外发布了《嫦娥六号任务国际载荷合作机遇公告》 ,通过对两批次国际载荷搭载项目建议的征集 、遴选 ,最终嫦娥六号搭载了4个国际载荷 ,包括法国氡气探测仪,对月表氡气同位素开展原位测量;欧空局月表负离子分析仪 ,对月球表面负离子进行探测 ,研究等离子体和月面的交互作用;巴基斯坦立方星 ,开展在轨成像任务;意大利激光角反射镜 ,作为在月球背面的定位绝对控制点 ,可以与其他月球探测任务开展联合测距与定位研究 。

  5月8日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。巴基斯坦立方星项目实现“成功分离 ,获得遥测”的既定目标,取得圆满成功。巴基斯坦立方星是由巴基斯坦空间技术研究所和上海交通大学于2023年初启动联合研制,2024年按计划完成与探测器的总装 、测试和发射场准备 。巴基斯坦立方星项目成功验证了纳卫星月球轨道探测技术 ,探索了中巴月球与深空探测任务合作模式 ,为后续任务中双方更深入的合作奠定了基础 。

  当前,中国正在加快推进国际月球科研站大科学工程 。前不久 ,国际月球科研站新增尼加拉瓜 、亚太空间合作组织 、阿拉伯天文学和空间科学联盟3个合作国家、机构 。嫦娥六号任务总设计师胡浩表示 ,中国探月工程向来重视国际合作 ,合作之门始终对国际社会敞开  。(记者 刘 峣)

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