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本报讯（记者 刘苏雅）昨天，在中国文昌航天发射场，突如其来的降雨并未影响火箭发射的进程，17时27分，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭成功发射。火箭飞行约37分钟后，器箭分离，嫦娥六号探测器准确进入地月转移轨道，发射任务取得圆满成功。嫦娥六号开启世界首次月球背面采样返回之旅，预选着陆和采样区为月球背面南极-艾特肯盆地。 5月的文昌，正处于干季向雨季的过渡季节，在等待发射的几天中，天空时常飘起细雨。一枚枚洁白的探空气球飞向空中，针对过渡季节的气候特征，中国文昌航天发射场气象系统持续加强对场区和周边区域的雷电、强降水数据监测分析，密切关注浅层风场变化，为“嫦娥奔月”提供气象保障。 倒计时结束，尾焰升腾，嫦娥六号乘着长五火箭，飞向近地点高度200公里、远地点高度约38万公里的地月转移轨道。相较于嫦娥五号任务，嫦娥六号有了新的使命——月背采样返回。 探测器准确入轨只是本次任务迈出的第一步，要想如期准确抵达预定位置并完成取样返回，嫦娥六号还要经历重重关卡。从地月转移、近月制动到环月飞行、下降着陆，再到携带珍贵的月壤样品重返地球，它先后要经历11个飞行阶段。“这次任务，是一场长达53天的接力赛，环环相扣。”中国航天科技集团逯运通感慨。嫦娥五号月面采样返回的任务周期仅为23天，而嫦娥六号要赶更长的路，通过逆行环月轨道，抵达月球背面的南极-艾特肯盆地。 月背南极-艾特肯盆地是太阳系中已知最大的撞击坑之一，形成于大约39亿年前。在剧烈的撞击过程中，月球深部的物质可能被带到表层，在这里，嫦娥六号可能会取到更古老的月球样品，帮助我们更好地了解月球的演化过程等科学问题。“但月球环境具有不确定性，月背的地形则更加复杂。在探测器真正降落前，我们无法清楚得知着陆区究竟有多少石块、多少撞击坑，卫星遥感影像无法获取这些小尺度的障碍，浅表层结构探测也要等探测器到位后才能开展，月面以下的石块分布无法提前预知。”嫦娥六号任务副总设计师王琼介绍，嫦娥六号究竟能采集到多少月壤样品、能否到达足够深的位置取样，目前仍无法断言。 同时，由于月球总是以同一张“脸”对向地球，这意味着抵达月背后，嫦娥六号无法与地面建立直接通信。先期发射入轨的鹊桥二号中继星将成为通信中转站，但中继星需要绕月飞行，在嫦娥六号在月背工作的48小时中，会有数小时处于不可见的弧段。在地面，科技人员已经开展了数百次的模拟表取、钻取采样试验，这些数据都通过人工智能技术注入了嫦娥六号的“大脑”，通过智能化的判读分析提升采样效率，也让探测器在月背拥有较高的自主能力和可靠性。 这次嫦娥六号的旅途并不孤单，巴基斯坦立方星、法国氡气探测仪、欧空局负离子分析仪、意大利激光角反射器等4个国际载荷，将跟随它一同飞向月球。它们的供电、通信等需求，都由嫦娥六号加以满足，设计团队专门增加了一套控制管理单元，为国际载荷创造良好的工作环境。 嫦娥六号带回的月壤样品，后续将在地面开展科学研究。接下来的几年中，嫦娥七号、八号探测器也将陆续发射，先后进行月球南极环境与资源勘察、月球资源原位利用试验。 从奔月到回家 嫦娥六号一共要走11步 本报记者 刘苏雅 从飞向38万公里外的月球，到成功取样返回地球，嫦娥六号任务共分为11个飞行阶段，包括发射入轨段、地月转移段、近月制动段、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。 嫦娥六号探测器发射升空并与长五火箭分离后，将沿地月转移轨道飞行，到达轨道高度约为200公里的近月点附近，期间将经历1至3次中途修正。随后，探测器将先后实施3次近月制动，进入平均高度为200公里、周期为两小时的环月圆轨道。 在环月圆轨道，探测器着陆上升组合体与轨返组合体分离，轨返组合体继续环月飞行，着陆上升组合体则通过实施两次降轨变轨，进入环月椭圆轨道，择机在月面预定区域软着陆。 “到站”后，嫦娥六号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，同时进行有效载荷、国际载荷的探测工作，月面工作时间约48小时。 带着月球的“土特产”，上升器在月面起飞，通过实施4次轨道机动，与轨返组合体会合，将月球样品从上升器转移至返回器内。随后，轨返组合体择机分离上升器及对接舱段，并等待月地转移窗口，踏上回家之路。通过月地转移轨道，在飞行到达距地球约5000公里高度时，返回器与轨道器分离。返回器以半弹道跳跃式再入地球大气层，着陆于内蒙古四子王旗预定着陆区。 载货能力提升100公斤 长五火箭成功送嫦娥六号入轨 本报记者 刘苏雅 继2020年11月24日护送嫦娥五号探测器奔月后，本次长五火箭再次执行深空探测任务，准确将嫦娥六号探测器送入预定轨道。这也是长征系列火箭第9次执行探月工程发射任务，成功率达100%。 地月相对位置在不断变化，为了让嫦娥六号在奔月路上少用点“力气”，减少它用于修正轨道的推进剂消耗，火箭的入轨窗口窄、精度要求高。中国航天科技集团李平岐介绍，为了确保火箭准时发射，型号团队应用“窄窗口多轨道”发射技术，为火箭在连续两天、每天50分钟的窗口内，设计了10条奔月轨道，提高发射概率和可靠性。 嫦娥六号探测器需要进入近地点200公里、远地点约38万公里的地月转移轨道，这对火箭的运载能力提出了很高的要求。嫦娥六号探测器比嫦娥五号重了约100公斤，为了满足“乘客”的要求，设计人员对箭上产品进行了多项优化设计和工艺改进，成功帮助火箭“瘦身”，将长五火箭地月转移轨道运载能力提升了100公斤。 海南文昌的夏季潮湿闷热，房间里的除湿机工作一天就能积上一盒水。中国航天科技集团骆鑫生已经和几名队友一起，在发射场坚守了半年多，成功将长五遥六、遥七、遥八火箭“三兄弟”先后送入太空。“去年10月15日出发时，我们的任务就是‘三连发’，绝不能掉链子，我们也正好借这个机会，把长五火箭的总装工作再次改进提高。”骆鑫生语气坚定。 此外，型号团队还显著提升了火箭的可靠性。发射场流程也持续优化，由发射嫦娥五号时的近60天缩减到43天。中国航天科技集团王珏表示，长五遥八火箭与遥五火箭相比，开展了近160项技术改进，并将力争在未来的发射中，进一步压缩发射场的工作时长。 为何要到月背取月壤？ 盼月球样品“上新” 本报记者 刘苏雅 此前，我国嫦娥五号探测器已经成功完成月壤采样返回任务，为何这次嫦娥六号又要到月背取月壤？嫦娥六号研制人员表示，撞击事件可能将月球深部的物质抛射到月表，在这里采集的样品，将有助于我们深入研究月球的演化过程。 嫦娥五号任务采集月壤的地点位于月面的风暴洋区域。这批样品被带回地球后，科学家通过研究惊讶地发现，月球比我们预计的更“年轻”，其地质活动的结束时间并非此前了解的约28亿至30亿年前，而是直到20亿年前仍存在岩浆活动。“这说明，嫦娥五号取回的是最‘年轻’的月球样品。”国家航天局探月与航天工程中心胡浩德说，在嫦娥六号的预选着陆区，则有可能采集到更古老的月球样品。 月球的结构包括月核、月幔、月壳等，通常在月表采样，只能获得最外层的风化层月壤样品。而南极-艾特肯盆地是目前太阳系中已知的最大撞击坑，这次大撞击事件，很可能让原本存在于月球深部的物质“翻”到月表。将古老的月壤样品与年轻的样品进行对比，具有非常重要的科学意义，有望帮助我们更好地研究月球演化等科学问题。 同时，月球在地质地貌、元素分布等方面有着显著的二分性。月面有大片的月海，但月背的月海比例还不到3%；月背有着密集的撞击坑，地质年龄相对较老；在铁、碳等元素分布方面，月面与月背也存在显著差异。“科学家提出了各种假说，但缺少实证，而嫦娥六号有望揭开这些奥秘。”胡浩德是一名年轻的航天人，从小，他就被我国载人航天工程、探月工程的进展深深感染，最终投身航天事业。 人类的文明史就是一部对未知的探索史，从陆地到深海，再到太空，我们在不断探索未知。“长征五号器箭组合体的高度将近57米，站在它的身边，人是很渺小的。工程全线人员的辛勤劳动，凝聚成了这个探索宇宙的庞然大物，我有幸亲身参与其中，非常激动。”胡浩德说，“通过数字孪生的方式，将来我们在地球上也能身临其境看到月球背面的环境，相信这会是非常难得的体验。我更希望有一天，自己能够真正踏上月球，随着技术的进步，我认为这是有可能的。” |
