國家航天局發布嫦娥六號著陸影像 專家介紹著陸全過程

撰文:林芷瑩
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6月2日上午6時23分,嫦娥六號著陸器和上升器組合體在鵲橋二號中繼星支持下,成功著陸在月球背面南極-艾特肯盆地(South Pole–Aitken basin)預選著陸區。國家航天局發布嫦娥六號月背著陸影像。

自5月3日發射入軌以來,嫦娥六號探測器經歷了約30天的奔月之旅,在經過地月轉移、近月制動、環月飛行等一系列關鍵動作後,成功著陸在月球背面南極-艾特肯盆地預選著陸區,開啟人類探測器首次在月球背面實施的樣品採集任務。

據介紹,相比於降落在月球正面,降落在月球背面可謂環環相扣、步步關鍵。特別是此次任務的預選著陸區——月球背面南極-艾特肯盆地,落差可達十多公里,好比要把一輛小卡車成功降落到崇山峻嶺中,每一步都不能掉以輕心。

嫦娥六號著陸前,首先要分離組合體。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後將著陸月球,開展後續採樣任務。

中國航天科技集團黃昊介紹,分離到著陸下降過程,是從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險的,首先是精準的控制過程,然後是達到預定的一個軌道」。

不同於地球著陸,月球上沒有大氣,無法通過降落傘風阻減速,因此著上組合體只能通過發動機的反推力來實現減速。下降到預定的軌道後,著上組合體的7500牛變推力發動機距離月面約15公里處開機,在減速下降的過程中不斷調整自己的姿態,直至到達預選著陸區上空後再降落,整個下降過程約歷時15分鐘。

黃昊介紹,在15分鐘之內,需要將探測器由相對月球1.6公里每秒的速度,迅速降到0(公里每秒)的狀態,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米後開始緩速下降,經過懸停避障後,關閉發動機,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複雜,且充滿不確定性,難度系數非常大。事實上,嫦娥六號著上組合體攜帶許多敏感器,這些敏感器猶如探測器的眼睛和耳朵,通過光學、微波等方式自動判斷具體的著陸地點。

黃昊介紹,嫦娥六號通過各種敏感器,知道探測器與月球的相對的位置和速度,通過發動機控制探測器的姿態、減速來實現,最終達到指定的落點目標。

由於嫦娥六號降落的過程時間短,著上組合體攜帶的燃料有限,面對預選著陸區複雜的地形環境,需要快速靈活反應,因此地面工作人員不會實時操作具體降落何處,著上組合體會結合多種敏感器的數據,自主判斷具體的著陸位置。

嫦娥六號著陸器將進行太陽翼和定向天線展開等狀態檢查與設置工作,隨後正式開始持續約2天的月背採樣工作,通過鑽取和表取兩種方式分別採集月球樣本,實現多點、多樣化自動採樣。同時,本次任務將開展月球背面著陸區的現場調查分析、月壤結構分析等科學探測。