2024年6月2日6时23分,嫦娥六号着陆器和上升器组合体在鹊桥二号中继星的支持下,成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地预选着陆区,标志着全球首次月球背面采样返回任务的关键一步得以实现。尽管中国近年来在月球探测领域取得了多项突破,但此次任务相比2020年的嫦娥五号任务仍面临着诸多严峻挑战。
挑战一:月球背面实时通信
与嫦娥五号任务不同,嫦娥六号任务在月球背面采样,这意味着地球与探测器之间无法直接通信。中国航天科技集团的任德鹏指出,为保证数据传输链路的连续性,任务依仗鹊桥二号中继星进行通信桥接,这增加了任务的复杂性与难度。
挑战二:高纬度月壤特性
嫦娥六号的着陆地点位于月球南极-艾特肯盆地,这是月球上最大的、最古老和最深的盆地之一。该地区月壤风化程度可能较低,石块含量较多。任德鹏表示,这对地面规划及采样机构提出更高的要求,是任务执行过程中面临的另一大挑战。
挑战三:时间紧迫
嫦娥六号采样任务的时间窗口非常紧张,仅有48小时完成任务。相比嫦娥五号,任德鹏认为这是一项巨大的挑战,需要确保所有步骤严格按计划执行,包括钻取表取、样品储存、起飞准备等。
核心技术突破
嫦娥六号任务的实施不仅依赖于现有技术的积累和改进,还涉及多项核心技术的突破。首先是月球逆行轨道设计与控制技术的应用;其次是复杂环境下的自主降落和避障技术;最后是高精度的轨道测控和对接技术,这些均为任务的顺利进行保驾护航。
在轨对接的精确度
杨宇光在接受采访时指出,嫦娥六号任务中的在轨对接是一大技术难点。着陆器与上升器组合体需要在绕月轨道上与轨道器、返回器组合体实现精确对接,这一过程需要高度精确的轨道测量和调整。
载荷国际合作
此次任务还搭载了包括法国氡气探测仪、欧空局负离子探测仪、意大利激光角反射镜和巴基斯坦立方星在内的多国设备。这不仅最大化了飞行任务的科学价值,也促进了国际间的航天合作。
月表采样挑战
嫦娥六号上应用了两种采样方式:钻取和表取。任德鹏解释道,钻取采样可以获取月壤深处的层理信息;而表取机械臂则能够多次重复采样,获取月表的更多样品。这两种方式互为补充,同时也成为任务成功的备份方案。
月表探测与后续任务
在月球表面,嫦娥六号将对着陆区展开现场调查和科学探测,通过钻具钻取和机械臂表取实现多点、多样化自动采样。此外,国际合作载荷如欧空局的月表负离子分析仪和法国的月球氡气探测仪也即将开展工作。
关键:精准制动和自主着陆
嫦娥六号着陆过程中,实施了近月制动这一关键操作。杨宇光解释道,近月制动如同一次高难度的"刹车",需要在飞临月球时精确减速,使探测器进入绕月轨道。而着陆时,探测器通过视觉自主避障系统和激光三维扫描系统,利用缓冲系统实现了安全着陆。
科学意义:月背土壤的探索
此次任务将带回月球背面土壤样品,这对于研究月球地质构造、火山活动以及行星演化等具有重要意义。杨宇光指出,南极-艾特肯盆地可能保存着月球上最古老的岩石,具有重要的科研价值,可能会带来比嫦娥五号更多的科学发现。
历史使命与未竟之旅
嫦娥六号的奔月之旅自5月3日开始,经历了地月转移、近月制动、环月飞行和着陆下降等过程。此次月背采样任务不仅是中国航天的技术展示,也是人类对月球探索的一大步。
深空探测的未来
任德鹏表示,嫦娥六号在落月和采样过程中,全程地面无法干预,完全依赖探测器自主执行。在接下来的日子里,嫦娥六号还将进行载荷探测及月环境改制,为后续钻取工作做准备,并逐步朝着样品返回的目标推进。
嫦娥六号的成功着陆标志着中国在深空探测领域又迈出了重要一步,也为未来更多跨国合作和更深入的月球与深空研究奠定了基础。随着采样的完成和返回地球的准备工作展开,我们期待着嫦娥六号为人类带来更多关于月球背面的宝贵科学数据和新发现。