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焦點訪談:月背“快遞” 成功“簽收”

發布時間: 2024-06-27 09:37:00 來源: 央視網

  6月25日14時7分,嫦娥六號返回器攜帶來自月背的月球樣品安全著陸在內(nei) 蒙古四子王旗預定區域。中共中央總書(shu) 記、國家主席、中央軍(jun) 委主席習(xi) 近平發來賀電,代表黨(dang) 中央、國務院和中央軍(jun) 委,向探月工程嫦娥六號任務指揮部並參加任務的全體(ti) 同誌致以熱烈祝賀和誠摯問候。習(xi) 近平在賀電中指出,嫦娥六號在人類曆史上首次實現月球背麵采樣返回,是我國建設航天強國、科技強國取得的又一標誌性成果。20年來,參與(yu) 探月工程研製建設的全體(ti) 同誌弘揚探月精神,勇攀科技高峰,取得了舉(ju) 世矚目的重大成就,走出一條高質量、高效益的月球探測之路。接下來我們(men) 就來看一看嫦娥六號的這次探月之旅都經曆了怎樣的挑戰。

  2024年6月25日,內(nei) 蒙古四子王旗航天著陸場迎來了一位特殊的“客人”,經過53天的太空漫遊,嫦娥六號返回器順利著陸。嫦娥六號給地球帶回了一份厚禮——一份來自月背的月球樣品,這也是人類首次實現月背采樣及返回。

  今天(6月26日)上午,嫦娥六號返回器已經空運至北京,後續樣品儲(chu) 存、分析和研究工作也將展開。從(cong) 5月3日發射升空到6月25日返回,嫦娥六號探測器成功完成任務,再一次在月球上留下了中國的探月足跡。而在這53天裏,在肉眼所見不到的月球背後,嫦娥六號經曆了一次又一次的挑戰。在這諸多挑戰中,最引人關(guan) 注的當數降落月球。

  6月2日6時許,嫦娥六號探測器即將降落月背。此次任務的預選著陸區——月球背麵南極-艾特肯盆地,落差達10多公裏,這就好比要把一台小型卡車降落到崇山峻嶺中,不僅(jin) 需要精確避障,還要有先進的製導導航與(yu) 控製係統來確保安全著陸。

  6時9分,嫦娥六號著陸器和上升器組合體(ti) 開始實施動力下降,隨後主發動機開機。其間,組合體(ti) 進行快速姿態調整和障礙自動檢測,根據月麵明暗選擇大致安全點。嫦娥六號在離降落點還有100米的高度進行懸停,這懸停的3秒鍾對於(yu) 落月格外關(guan) 鍵。

  中國航天科技集團關(guan) 軼峰:“在懸停的時候成像和障礙識別,然後進行規避,相當於(yu) 分兩(liang) 部分,先眼睛確認,看一眼什麽(me) 地方比較平坦,記住那個(ge) 地方,然後把那個(ge) 地方傳(chuan) 到腦子裏,知道那是平坦的再移過去,在平坦區域上方再往下降。”

  專(zhuan) 家所說的眼睛,就是指一台三維成像敏感器。在落月之前,三維成像敏感器利用激光三維掃描進行精確拍照以檢測月麵障礙,最終選定著陸點完成著陸。在同濟大學的一個(ge) 試驗場裏,大大小小的木板通過不同的高度和角度,模擬從(cong) 空中看到的地麵起伏,用來驗證激光成像技術的準確性。

  同濟大學測繪與(yu) 地理信息學院院長謝歡:“對於(yu) 著陸避障來說,主要在乎的是地麵上是不是平坦。要避開超過20厘米的坑和石頭,所以我們(men) 在場地裏麵仿真了不同的場景,大大小小的坑和不同大小的石塊,盡可能還原在月球表麵上可能會(hui) 威脅安全著陸的場景。”

  但是,地麵的靜止實驗精度再高,也無法應對實際工作時探測器的晃動。就像在顛簸的汽車上拍照成像效果很差。科研團隊想到的應對措施就一個(ge) 字:快。敏感器可以在0.25秒的時間內(nei) ,對月球一定範圍的地形進行精細的探測。而且在懸停短短3秒鍾的時間內(nei) ,自主避障係統要完成所有測量和計算工作,它僅(jin) 有三次做出判斷的機會(hui) 。

  嫦娥六號的自主避障能力,幫助它遠離了危險的區域,成功著陸月背。著陸成功,隻是完成了這次月麵工作任務的關(guan) 鍵第一步,接下來還要進行采樣任務,這個(ge) 挑戰更為(wei) 艱巨。受限於(yu) 月球背麵中繼通信時間長,嫦娥六號采用快速智能采樣技術,將月麵采樣的有效工作時間縮短為(wei) 不到20個(ge) 小時,通過鑽具鑽孔取樣和機械臂表麵取樣兩(liang) 種方式,分別采集月球樣品。

  中國航天科技集團史偉(wei) :“落了月以後,首先相機要對整個(ge) 采樣區進行成像。采樣區大致的起伏程度也好,有沒有石頭也好,避開風險區域,所以我們(men) 首先要在內(nei) 場把整個(ge) 月麵的環境真實地還原回來。”

  在被稱為(wei) 嫦娥六號的“預訓練場”,根據嫦娥六號拍攝傳(chuan) 回的著陸區影像圖,在中國航天科技集團五院的地麵實驗室裏,科研人員迅速地還原了著陸點周圍的地貌。落月後,嫦娥六號並不是直接開始取樣,而是要先通過在這裏進行試驗驗證,並把操作指令上傳(chuan) 到月球後,才開始實際采樣。

  鑽取過程持續了約3個(ge) 小時,獲取了月球背麵不同深度的月球樣品。除了鑽孔取樣,還通過機械臂表麵鏟取方式采集了月球樣品,實現多點的自動采樣。為(wei) 此,科研人員設計了十多個(ge) 表麵取樣采集點位。跟嫦娥五號相比,嫦娥六號在智能化和自主化方麵有了很大的改進。

  中國航天科技集團馬如奇:“隻要發一條指令,它就把整個(ge) 任務都給連貫起來了,比如觸月、采樣,然後到放樣,整個(ge) 過程中隻需要一條指令把它全給連起來就全部執行了,這樣效率提高了。”

  讓航天人意想不到的是,表麵取樣結束後,月麵出現了一個(ge) “中”字。

  中國航天科技集團賈曉宇:“最開始選采樣點隻是根據表麵看到的圖形選出來的,我們(men) 會(hui) 根據翻出來的樣品動態調整采樣點的位置,‘中’字的斜收筆和‘中’字的頭部其實就是這樣產(chan) 生的。本來我們(men) 可能除了‘中’字之外還會(hui) 多鏟幾鏟,但是最後發現‘中’字的最後一筆形成以後,正好這個(ge) 樣品容器也幾乎要滿了。各種意外催成了‘中’字的產(chan) 生,可能注定中國要在月球上留下自己的印記。”

  月背留下的中國印記,也許隻是個(ge) 美麗(li) 的巧合,但這個(ge) 印跡不僅(jin) 記錄了嫦娥六號探測器的工作軌跡,也見證了中國人對於(yu) 月球探索的堅定決(jue) 心和不懈努力。在采樣工作完成後,嫦娥六號著陸器攜帶的五星紅旗在月球背麵成功展開。

  縱觀世界航天史,在嫦娥六號之前,人類所有的月球采樣全部位於(yu) 月球正麵。因此,對於(yu) 嫦娥六號第一次帶回來的月背樣品,全世界的科學家都在關(guan) 注著。

  嫦娥六號上搭載了4個(ge) 國際載荷,分別來自歐空局、法國、意大利和巴基斯坦,其中意大利國家核物理研究所研製的,用於(yu) 測距和定位的激光角反射器是一種能夠進行精度為(wei) 毫米級別的測距和定位的儀(yi) 器。在實驗室裏,研究員的主要工作之一就是通過真空艙室來模擬太空環境,不斷對激光角反射器的精度進行測試。負責人表示,中國在空間探索領域的開放合作令人印象深刻。

  而在中國科學院地質與(yu) 地球物理研究所,實驗室早已準備就緒,等待著嫦娥六號的返回。2021年,這個(ge) 科研團隊通過對嫦娥五號月球樣品的研究,揭示了20億(yi) 年前月球仍存在岩漿活動,刷新了人類對月球岩漿活動和演化曆史的認知。科學家們(men) 希望嫦娥六號的樣品研究能帶來更多新的發現。

  中國科學院院士、中國科學院地質與(yu) 地球物理研究所研究員李獻華:“南極-艾特肯盆地是月球上最古老的撞擊坑,也是最大的撞擊坑,甚至是整個(ge) 內(nei) 太陽係最大的撞擊坑。這次撞擊對月球後期的演化曆史意義(yi) 深遠,我們(men) 自然就會(hui) 問是什麽(me) 時候撞的?這次我們(men) 到這個(ge) 地方去采樣,很有可能采到跟這次撞擊有關(guan) 係的一些記錄,我們(men) 把它的年齡測出來。第二月球的正麵和背麵不一樣,到底怎麽(me) 不一樣需要樣品來分析。”

  科研團隊拿到月壤後的第一步是樣本製備,挑選工作要在顯微鏡下進行,手部任何一點多餘(yu) 的抖動都會(hui) 導致顆粒無法被有效挑選,後續研究也就無從(cong) 談起。

  專(zhuan) 家表示,嫦娥六號采集到的珍貴月球樣品,將為(wei) 人類提供更多關(guan) 於(yu) 月球的寶貴數據和信息,有望深化人類對月球成因和演化曆史的研究。

  中國科學院院士、中國科學院地質與(yu) 地球物理研究所研究員吳福元:“以前我們(men) 認為(wei) 月球30億(yi) 年前就死了,結果嫦娥五號的樣品發現,20億(yi) 年前還有岩漿活動,後麵還有沒有,我們(men) 現在也不敢肯定說一定就沒有了,所以說人類對月球的了解非常有限。嫦娥工程已經20年了,這麽(me) 多年才返回來一點樣品,我們(men) 一定要把航天上的優(you) 勢變成科學上的優(you) 勢,集中力量來做科學上的產(chan) 出和突破。”

  從(cong) 5月3日發射升空,迢迢38萬(wan) 公裏奔赴月球,到準確實施近月製動。從(cong) 成功著陸月背、月麵智能采樣,到從(cong) 月麵上升,在軌交會(hui) 對接、樣品轉移,到今天返回地球家園,圓滿完成使命,嫦娥六號探月之旅曆經53天,每一步都包含了無數科研工作者的努力。回收後的嫦娥六號返回器在完成必要的地麵處理工作後,將空運至北京開艙,取出樣品容器以及搭載物。國家航天局將擇機舉(ju) 行交接儀(yi) 式,正式向地麵應用係統移交月球樣品,後續開展樣品儲(chu) 存、分析和研究相關(guan) 工作。我們(men) 期待著科學家們(men) 的好消息,也相信嫦娥六號的工作會(hui) 幫助我們(men) 解開更多關(guan) 於(yu) 月球、關(guan) 於(yu) 太陽係的奧秘。

(責編: 王東 )

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