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台山品茶外卖海选工作室,嫦娥六号完成世界首次月球背面采样和起飞(科技自立自强·逐梦深空),任务,样品,地面
2024-06-09 17:02:24
台山品茶外卖海选工作室,嫦娥六号完成世界首次月球背面采样和起飞(科技自立自强·逐梦深空),任务,样品,地面

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核心阅读

6月4日7时38分,嫦娥六号上升器携带(dai)月球样(yang)品自月球背面起飞,3000牛发(fa)动机工作(zuo)约6分钟后,成功将(jiang)上升器送入预定环月轨道。此前,嫦娥六号顺利完成在月球背面的(de)采样(yang)任务。后续,上升器将(jiang)把样(yang)品转移到(dao)返回器中,由返回器带(dai)回地球。

月背“挖土”

钻取和表取结合,实(shi)现多点、多样(yang)化(hua)自动采样(yang)

嫦娥六号任务之前,人类共对(dui)月球进行了10次采样(yang),均(jun)位于月球的(de)正面。嫦娥六号探测器着陆区位于月球背面的(de)南极—艾(ai)特肯盆地区域内,这(zhe)片区域是月球最古老、最大的(de)陨石撞击坑(keng)。采集这(zhe)里的(de)样(yang)品并进行分析研究,将(jiang)填补人类获取月球背面样(yang)本(ben)的(de)空白,深化(hua)人类对(dui)月球成因和太阳系(xi)演化(hua)历史的(de)认知。

在月背,嫦娥六号怎么“挖土”?

中国航天科技集团五院科研人员介绍,嫦娥六号探测器采用表钻结合、多点采样(yang)的(de)方式(shi),设计了钻具钻取和机械(xie)臂表取两种(zhong)模式(shi)。“表取”是用一(yi)个机械(xie)臂携带(dai)采样(yang)装置采集月球表面的(de)土壤,“钻取”则(ze)是用一(yi)根钻杆钻入月球表层(ceng)预定深度,把较深层(ceng)土壤采集出来。

受限(xian)于月球背面中继通信时长(chang),嫦娥六号采用快速智能采样(yang)技术,将(jiang)月面采样(yang)的(de)有效工作(zuo)时间缩(suo)短至(zhi)不(bu)到(dao)20个小时。

看(kan)清“挖宝地”,嫦娥六号着陆器配置的(de)采样(yang)监视相机、月壤结构探测仪、月球矿物光谱分析仪等多种(zhong)有效载荷仪器正常开机,开展月表形貌及矿物组分探测与研究、月球浅层(ceng)结构探测等科学探测任务。其中,钻取采样(yang)前,月壤结构探测仪对(dui)采样(yang)区地下(xia)月壤结构进行了分析判断,为采样(yang)提(ti)供了数据参考。

在月背上“挖土”是个精细活,“钻得动”很关键。对(dui)此,一(yi)方面,研制(zhi)团队开展了大量地面试验与仿真分析;另一(yi)方面,结合月壤特性设计的(de)独(du)创钻头,使其具备高硬度岩石的(de)钻进能力。

为应对(dui)中继通信可能无法有效配合的(de)极端工况,研制(zhi)团队还设计了应急程序,能够通过“人机协作(zuo)”方式(shi),辅助(zhu)嫦娥六号及时研判控制(zhi)钻取风险,现场(chang)决策后续动作(zuo)。

封(feng)装样(yang)品

自动完成密(mi)封(feng),高质量打包确保月壤“原(yuan)汁原(yuan)味”

采集的(de)月壤被放入上升器顶部的(de)样(yang)品封(feng)装容器内,再进行密(mi)封(feng)。

高真空、温差大、有月尘,月球表面环境复杂。在38万公里之外,为确保从“挖土”到(dao)封(feng)装一(yi)气呵成,同时历经(jing)空间飞行,再入返回过程而不(bu)被地面环境污染,维持月球样(yang)品原(yuan)态,科研人员研制(zhi)了一(yi)套专门的(de)装置,能够在月表自动承接、密(mi)封(feng)样(yang)品,保证样(yang)品完好(hao)无缺,“原(yuan)汁原(yuan)味”地送回地球。

为将(jiang)月壤封(feng)装容器与整(zheng)形机构分离并传送至(zhi)上升器内,研制(zhi)团队设计了结构简单、操作(zuo)易(yi)控、能耗低的(de)分离和传送方案,实(shi)现了不(bu)同着陆姿态下(xia)封(feng)装容器的(de)精准(zhun)传送。

嫦娥六号任务新闻发(fa)言人、国家航天局(ju)探月与航天工程中心副(fu)主任葛平(ping)介绍,嫦娥六号着陆器携带(dai)的(de)欧空局(ju)月表负(fu)离子分析仪、法国氡气探测仪等国际载荷工作(zuo)正常,开展了相应科学探测任务;安(an)装在着陆器顶部的(de)意(yi)大利激光角反(fan)射器成为月球背面可用于距离测量的(de)位置控制(zhi)点。

5月8日,嫦娥六号任务搭(da)载的(de)国际载荷之一(yi),巴基斯坦立方星与轨道器在周期12小时环月大椭(tuo)圆轨道的(de)远月点附(fu)近分离,随后成功拍摄第一(yi)幅影像。5月10日,我国向巴基斯坦交接嫦娥六号任务巴基斯坦立方星数据。

起飞入轨

智能自主完成上升器整(zheng)个上升和入轨的(de)动作(zuo)

月面工作(zuo)结束,上升器点火起飞,先后经(jing)历垂直上升、姿态调整(zheng)和轨道射入3个阶段,顺利进入预定环月飞行轨道。

不(bu)同于地面的(de)航天器发(fa)射任务,月面起飞面临着诸多挑战(zhan)。比如,地面发(fa)射有完善的(de)发(fa)射场(chang)系(xi)统,月面起飞是将(jiang)着陆器作(zuo)为“临时塔(ta)架(jia)”;地面发(fa)射有保障(zhang)团队支撑,月面起飞的(de)许多工作(zuo)需要(yao)靠航天器自己完成;地面发(fa)射的(de)起飞位置和起飞姿态可以精准(zhun)测算和调整(zheng),月面起飞只能靠飞行器自己提(ti)前识别。

葛平(ping)介绍,与嫦娥五号从月球正面起飞相比,嫦娥六号从月球背面起飞,无法直接得到(dao)地面测控支持,需要(yao)在鹊桥二号中继星辅助(zhu)下(xia),借助(zhu)自身携带(dai)的(de)特殊敏感器实(shi)现自主定位、定姿,工程实(shi)施难度更大。

承担(dan)这(zhe)项艰巨任务的(de),是中国航天科技集团五院502所研制(zhi)的(de)制(zhi)导(dao)导(dao)航与控制(zhi)系(xi)统,它就(jiu)像一(yi)名经(jing)验丰富(fu)的(de)“驾驶员”,智能自主完成了上升器整(zheng)个上升和入轨的(de)动作(zuo)。嫦娥五号、嫦娥六号两次月面起飞的(de)工程实(shi)践(jian),为未来深空探测任务的(de)实(shi)施积累了经(jing)验。

中国航天科技集团五院科研人员介绍,考虑到(dao)鹊桥二号中继星可能出现通信不(bu)畅(chang)的(de)极端工况,嫦娥六号具备了自主起飞准(zhun)确的(de)能力,包括自主确定位置、自主确定姿态、自主计算起飞参数等。

据介绍,后续,上升器将(jiang)与在环月轨道上等待的(de)轨道器和返回器组合体进行月球轨道的(de)交会对(dui)接,并将(jiang)月球样(yang)品转移到(dao)返回器中。之后,上升器将(jiang)与轨返组合体分离,轨道器和返回器组合体将(jiang)环月飞行,等待合适的(de)返回时机进行月地转移,在地球附(fu)近返回器将(jiang)携带(dai)月球样(yang)品再入大气层(ceng),计划降落在内蒙(meng)古自治区四子王旗(qi)着陆场(chang)。

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