#頭條創作挑戰賽#
月球因自轉周期和公轉周期,外加被地球潮汐鎖定,所以億萬年來朝向地球的始終隻有一面。
直到今天,嫦娥六號的成功降落才為我們揭開這個白玉盤的神秘另一面——月背。
據國傢航天局報道,6月2日,嫦娥六號在月背艾特肯盆地順利軟著陸,歷經近30天漫長飛行和地月轉移、近月制動、環月飛行等一系列關鍵環節的考驗,這一刻我國萬千航天科研人員心中的石頭總算落瞭地。
接下來嫦娥六號將開啟人類歷史上首次月背采樣任務,此次返程又將為中國乃至世界帶來怎樣的驚喜?
嫦娥七號的成功著陸
1959年,蘇聯月球三號探測器成功拍攝到第一張月背影像圖,盡管受限於當時技術,照片看起來模糊不清,但人們總算對月背的模樣有瞭大體認知。1962,美國的徘徊者4號探測器試圖在月背降落,但最終失敗瞭,硬著陸方式讓徘徊者4號未能傳回任何相關信息。
2013年嫦娥三號成功落月,實現瞭中國對地外天體的首次直接探測。當嫦娥三號探測任務取得圓滿成功後,備份探測器嫦娥四號的具體用途在當時成為瞭爭議,有人說應該繼續落在地球正面,有人說應該嘗試月背探測。
最後中國科學院院士葉培建一錘定音——中國探月要走一步跨一步,月背探測是一個史無前例的壯舉。最後嫦娥四號成功完成瞭人類首次月背探測,事實證明,中國人擅長打破質疑和創造奇跡。
而本次的嫦娥六號探測任務,將繼續填補人類太空史的一頁空白——進行人類首次月背采樣。
嫦娥六號由軌道器、返回器、著陸器、上升器四部分組成,目標著陸地區和采樣區艾特肯盆地直徑2500km,與昆侖山脈長度相當,深度13km,比馬裡亞納海溝還深。這是整個月球上規模最大、歷史最古老的盆地,同時是月殼演化三個獨立的地體之一,具有重要科研價值。
但想要去月背挖土,需要事先克服通信問題,月背無法與地球直接通信,為瞭解決探測器和地球之間的通信數據傳輸,我國在今年三月就發射瞭中繼星衛星鵲橋二號,為嫦娥六號著陸探測和采樣返回提供通信保障。
即便是有鵲橋二號輔助,但中繼星飛行至月球正面時,嫦娥六號還是會處於數小時的失聯狀態。科研團隊隻能不斷提升探測器的自主控制能力,賦予其智能采樣功能,進而節省上百條指令,大幅提升月面工作效率。
從嫦娥六號發射到返程回收,全任務過程一共可分為11個階段,首先由運載火箭進入地月轉移軌道、之後是地月轉移、近月制動、環月飛行、著陸下降、月面工作、月面上升、對接以及轉移樣品、環月等待、月底轉移至再入回收。
5月8日嫦娥六號成功實施近月制動,之後便步入瞭高度200千米、周期兩小時的圓形環月軌道進行環月飛行,再之後就是月球軟著陸階段。
中國航天科技第五研究所為嫦娥六號研制瞭一套制導、導航與控制系統,簡稱GNC系統,可以向探測器實時傳輸位置走向信息,讓嫦娥六號隨時隨地知道“我在哪兒”“該去哪兒”“怎麼去”。
而在整個著陸過程中,GNC系統會下達指令讓嫦娥六號進行兩次避障。第一次是轉移到指定落點位置時,嫦娥六號會在調整姿態的同時,對預定著陸區進行拍照分析,這個過程被稱為“粗避障”。
第二次是著陸過程中,降落至指定高度時,嫦娥六號要進行一次精確懸停,這被稱為“精避障”。嫦娥六號整個著陸過程大約持續瞭15分鐘,至此嫦娥六號成為瞭全球第二個月背軟著陸、第一個月背采樣的探測器。
接下來嫦娥六號將按照計劃順序開展采樣返回,全景相機對著陸區進行成像,四國荷載設備將陸續開展科學探測,而嫦娥六號會在月面多個位置對月壤月巖進行采樣,並采取鉆取方式采集淺層月壤樣品。
兩天的月面工作後,將樣品放至上升器容器內後,上升器起飛進入環月飛行軌道,將采集到的月樣轉移到返回器,最後進入環月等待階段,靜候月地入射窗口的到來。
嫦娥六號攜帶樣品滿載而歸,中間經歷多次修正並分離軌道器,返回器經地球大氣再入最終降落著陸場。如果一切順利,這個時間節點應該是在6月25日。
中國探月四期工程
嫦娥六號屬於探月工程四期的第一次發射任務,整個探月工程四期於2021年12月獲批立項,整個工程任務分別為:嫦娥六號、嫦娥七號、嫦娥八號。
此前探月一至三期的工程目標,讓我國掌握瞭環月飛行、月面軟著陸、月壤樣品采集封裝、月球無人自動對接、月地轉移等一系列探測工程能力。而四期任務也充分利用借鑒瞭這三次工程所獲得的工程能力,比如嫦娥六號直接繼承瞭嫦娥四號五號7500N變推力發動機和鵲橋中繼星等相關核心技術。
直白說明的話,探月工程一期是為瞭解決繞月難題,二期是為瞭解決登月問題,三期則是解決從月球返程問題,四期則是整個此前三期的經驗與技術,著重利用整個月球資源。而接下來的嫦娥七號更是整個嫦娥系列探測器和探月工程的裡程碑之作,它的任務是登錄月球南極展開深度探測,對月球地形地貌、物質成分和空間環境進行綜合探測。
尋找可利用資源是月球探測持續發展的關鍵事項,因為月球自轉軸與地形因素,月球南北兩級存在大面積永久陰影區,這些常年無光照的撞擊坑中極有可能富含水冰資源。水冰資源可是至關重要,它能轉化為航天員所需用水,也能電解制氧,還能制造火箭所需推進劑,足以被稱得上是“戰略物資”。
其次就是科研價值,月球極區存在極晝極夜現象,比如南極區域全年累計光照在300天以上,這代表探測器可以在此處連續作業,探測效率更為持續高效。
月球南極富含戰略資源和科研價值,對於這點美國自然也是心知肚明。此前NASA曾發射毒蛇號月球車降落在月球正面南緯85度附近,之所以無法繼續南移,還是因為缺乏中繼星支持,無法建立和地球的直接有效通信,說白瞭就是技術不到位。
而中國在探索太空領域的道路上,始終堅持與各國之開放交流,嫦娥七號截至目前已經確定將搭載七個國傢組織的荷載設備,一同飛赴月球進行探索。
中國航天探索奉行的理念用四字就足以概括,那就是攜手共進。長征系列運載火箭自1985年投入市場以來,一共與22個國傢地區開展瞭52次國傢商業發射,累計將70顆衛星送上太空。我國制造的衛星也已經出口尼日利亞、委內瑞拉、巴基斯坦、老撾等多個國傢,為世界多國提供瞭便捷衛星服務。未來中國航天將持續攜手各國,走向太空!
參考資料:
中國航天報:開放合作,中國航天走向世界新華社:嫦娥七號將搭載6臺國際載荷 國際月球科研站再新增3個成員人民資訊:嫦娥六號,成功著陸!