嫦娥六號(hào)各部分示意圖。圖片來(lái)源：國(guó)家航天局官網(wǎng)
近日，前往月球探索的中國(guó)嫦娥六號(hào)探測(cè)器成功實(shí)施近月制動(dòng)，順利進(jìn)入環(huán)月軌道飛行。
作為中國(guó)探月工程四期的“關(guān)鍵一環(huán)”，嫦娥六號(hào)將完成月背采樣返回等重要任務(wù)。自5月3日順利升空以來(lái)，嫦娥六號(hào)的探月之旅吸引全球關(guān)注。在50多天的旅程中，嫦娥六號(hào)要經(jīng)歷哪些考驗(yàn)？為什么要到月球背面取土？哪些國(guó)家的載荷跟著嫦娥一起奔月？
經(jīng)歷11個(gè)飛行過(guò)程
進(jìn)入環(huán)月軌道飛行，只是嫦娥六號(hào)漫長(zhǎng)飛行任務(wù)中的一環(huán)。
據(jù)專家介紹，嫦娥六號(hào)探測(cè)器需經(jīng)歷發(fā)射入軌段、地月轉(zhuǎn)移段、近月制動(dòng)段、環(huán)月飛行段、著陸下降段、月面工作段、月面上升段、交會(huì)對(duì)接與樣品轉(zhuǎn)移段、環(huán)月等待段、月地轉(zhuǎn)移段和再入回收段等11個(gè)飛行過(guò)程。每個(gè)階段環(huán)環(huán)相扣，好比接力賽，每一棒都必須成功。
與之前的嫦娥五號(hào)探月任務(wù)不同，嫦娥六號(hào)采用的是月球逆行軌道，其飛行方向與月球的自轉(zhuǎn)方向相反。專家介紹，采用逆行軌道能夠提升探測(cè)器與月球之間的相對(duì)速度，讓環(huán)繞器更好地穩(wěn)定在環(huán)月軌道上，并避免改動(dòng)探測(cè)器太陽(yáng)翼、敏感器等器件的安裝位置。
嫦娥六號(hào)從發(fā)射到返回地面，整個(gè)過(guò)程需要53天，比嫦娥五號(hào)多花1個(gè)月時(shí)間。這些多出的時(shí)間，主要用于“等待”合適的落月時(shí)機(jī)。
嫦娥六號(hào)任務(wù)副總設(shè)計(jì)師王瓊說(shuō)，由于嫦娥六號(hào)探測(cè)器將在月背著陸，降落前，其軌道面需調(diào)整到與著陸點(diǎn)共面的位置，這一過(guò)程需多等待20多天。在鵲橋二號(hào)中繼星的支持下，嫦娥六號(hào)將調(diào)整環(huán)月軌道高度和傾角，擇機(jī)實(shí)施軌道器返回器組合體與著陸器上升器組合體分離。隨后，著陸器上升器組合體將實(shí)施月球背面著陸，按計(jì)劃開(kāi)展月球背面采樣以及返回任務(wù)。
高效開(kāi)展月壤采集
嫦娥六號(hào)的預(yù)選著陸區(qū)為月球背面南極—艾特肯盆地。該盆地是整個(gè)太陽(yáng)系中已知的最大撞擊坑之一，被認(rèn)為是月球上最大、最古老和最深的盆地，是月殼演化3個(gè)獨(dú)立的地體之一，可能保存了月球上古老的巖石，具有重要的科研價(jià)值，有望助力人類進(jìn)一步分析月壤的結(jié)構(gòu)、物理特性、物質(zhì)組成等，并深化對(duì)月球成因和演化歷史的研究。
月球背面不如月球正面那樣平坦，著陸區(qū)的選擇及精準(zhǔn)著陸是任務(wù)的難題之一。為此，嫦娥六號(hào)在落月過(guò)程中將通過(guò)多種技術(shù)手段，調(diào)整到理想的著陸區(qū)域。
月背采樣的“挖土”過(guò)程同樣具有不確定性。王瓊說(shuō)，對(duì)于著陸器下方的月球淺表層結(jié)構(gòu)，必須等到嫦娥六號(hào)探測(cè)器抵達(dá)月球后，借助探測(cè)儀才能知道具體情況。
嫦娥六號(hào)著陸后，著陸上升組合體將采用鉆取和表取兩種采樣方式，完成月壤的取樣和封裝。同時(shí)，有效載荷、國(guó)際載荷開(kāi)展就位探測(cè)。
所謂表取，是用類似于人手的“鏟子”采集月壤，鉆取則可深入月球內(nèi)部鉆取月壤巖芯。雖然嫦娥六號(hào)會(huì)在月球上工作兩天，但由于身處月背，受限于中繼星覆蓋時(shí)長(zhǎng)問(wèn)題，嫦娥六號(hào)探測(cè)器的工作時(shí)間將縮短至36到40個(gè)小時(shí)，這對(duì)地面人員以及探測(cè)器的工作效率提出了更高要求。
在完成月面工作后，上升器將攜帶月球樣品在月面起飛，通過(guò)實(shí)施4次軌道機(jī)動(dòng)，采用多圈多脈沖共面橢圓軌道交會(huì)策略，導(dǎo)引至高度為210公里的環(huán)月圓軌道上，與軌返組合體實(shí)施交會(huì)對(duì)接。
開(kāi)放國(guó)際合作機(jī)會(huì)
嫦娥六號(hào)任務(wù)提供了開(kāi)放的國(guó)際合作機(jī)會(huì)，務(wù)實(shí)的國(guó)際合作是本次任務(wù)的一大特色。
2019年4月，國(guó)家航天局對(duì)外發(fā)布了《嫦娥六號(hào)任務(wù)國(guó)際載荷合作機(jī)遇公告》，通過(guò)對(duì)兩批次國(guó)際載荷搭載項(xiàng)目建議的征集、遴選，最終嫦娥六號(hào)搭載了4個(gè)國(guó)際載荷，包括法國(guó)氡氣探測(cè)儀，對(duì)月表氡氣同位素開(kāi)展原位測(cè)量；歐空局月表負(fù)離子分析儀，對(duì)月球表面負(fù)離子進(jìn)行探測(cè)，研究等離子體和月面的交互作用；巴基斯坦立方星，開(kāi)展在軌成像任務(wù)；意大利激光角反射鏡，作為在月球背面的定位絕對(duì)控制點(diǎn)，可以與其他月球探測(cè)任務(wù)開(kāi)展聯(lián)合測(cè)距與定位研究。
5月8日16時(shí)14分，嫦娥六號(hào)任務(wù)搭載的國(guó)際載荷之一巴基斯坦立方星與軌道器在周期12小時(shí)環(huán)月大橢圓軌道的遠(yuǎn)月點(diǎn)附近分離，隨后成功拍攝第一幅影像。巴基斯坦立方星項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)“成功分離，獲得遙測(cè)”的既定目標(biāo)，取得圓滿成功。巴基斯坦立方星是由巴基斯坦空間技術(shù)研究所和上海交通大學(xué)于2023年初啟動(dòng)聯(lián)合研制，2024年按計(jì)劃完成與探測(cè)器的總裝、測(cè)試和發(fā)射場(chǎng)準(zhǔn)備。巴基斯坦立方星項(xiàng)目成功驗(yàn)證了納衛(wèi)星月球軌道探測(cè)技術(shù)，探索了中巴月球與深空探測(cè)任務(wù)合作模式，為后續(xù)任務(wù)中雙方更深入的合作奠定了基礎(chǔ)。
當(dāng)前，中國(guó)正在加快推進(jìn)國(guó)際月球科研站大科學(xué)工程。前不久，國(guó)際月球科研站新增尼加拉瓜、亞太空間合作組織、阿拉伯天文學(xué)和空間科學(xué)聯(lián)盟3個(gè)合作國(guó)家、機(jī)構(gòu)。嫦娥六號(hào)任務(wù)總設(shè)計(jì)師胡浩表示，中國(guó)探月工程向來(lái)重視國(guó)際合作，合作之門(mén)始終對(duì)國(guó)際社會(huì)敞開(kāi)。
（責(zé)任編輯：蔡文斌）
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