北京时间6月2日6时23分(fen)，嫦娥六号探测器着陆/上(shang)升组合(he)体于月球背面南极——艾特肯盆地预选区着陆，经过(guo)30天(tian)的长(chang)途跋涉成功抵达“月宫”，开启了月背采样的新篇章。
飞离地球、遨游(you)太(tai)空、稳稳落月，这看(kan)似轻松(song)的一幕幕，实际上(shang)却历(li)尽艰辛(xin)。
如果把探测器着陆月球进(jin)行科学探测看(kan)作一次攀登(deng)珠穆朗玛峰的壮举，那(na)么从地球飞到环绕月球的轨(gui)道，大致相当(dang)于从前(qian)进(jin)营地到达了突击(ji)营地，而从环月轨(gui)道上(shang)脱离，并逐渐减速，选取安全的位置在月球表面实施软着陆，则相当(dang)于最后冲击(ji)顶峰的过(guo)程(cheng)——虽然距(ju)离时间都不长(chang)，但难度风(feng)险最大，也最考验动力技术的有效性与可靠性。
要知(zhi)道想成功着陆月球，嫦娥六号探测器着陆/上(shang)升组合(he)体需(xu)要从距(ju)离月面15千米处开始实施动力下降，组合(he)体的速度逐步从相对月球1.6千米每(mei)秒降为零。试想一下，一个(ge)4吨(dun)多(duo)重的“庞然大物”从15千米高处降落，该是怎样的惊心动魄！
主减速、快速调整，航天(tian)科技集团六院为嫦娥六号着陆器量(liang)身(shen)研制了推进(jin)分(fen)系统，包括7500N变推力发动机、150N发动机以(yi)及贮箱、气瓶等10余(yu)种其他(ta)产(chan)品。助(zhu)力嫦娥六号实施动力下降时，速度从每(mei)秒约1.6公里减到0(即悬停状态)，高度从15千米降至不到3千米，从而实现减速。只有发动机“推得稳”，嫦娥六号的速度才能“变得准”。
软着陆 硬功夫
会不会正(zheng)确踩刹车，是评判一个(ge)司机驾驶技术好坏的重要指标之一。同(tong)样，为了减少降落过(guo)程(cheng)中对着探测器的冲击(ji)，将“乘客”平稳送达，“刹车”的力度必须恰到好处。
在落月过(guo)程(cheng)中嫦娥六号探测器着陆/上(shang)升组合(he)体要像一个(ge)经验丰富的“老(lao)司机”，在一边往前(qian)飞一边下降的同(tong)时，快速调整姿势调整速度，在距(ju)离月面3千米的高度时调整至垂直下降，7500N发动机开始变推力工作，随后继续下降，待发现下方(fang)100米就(jiu)是月面时，通(tong)过(guo)横(heng)向的150N发动机进(jin)行避障(zhang)，为了保(bao)证嫦娥六号落月时每(mei)只“脚”都不踩到坑里，组合(he)体会在月面上(shang)方(fang)3米位置稍稍“歇歇脚”，通(tong)过(guo)悬停避障(zhang)选好着陆点后，7500N发动机关机，嫦娥六号在月球重力作用下缓缓落下去。这稳稳的一落看(kan)似轻盈轻松(song)，却蕴藏着六院发动机产(chan)品的众(zhong)多(duo)智(zhi)慧(hui)和积淀。
作为探测器的关键单机，7500N变推力发动机是嫦娥六号探测器动力下降的主要动力。它可不简单，是一台(tai)既能以(yi)固定推力运行，又能根据需(xu)求节流降低(di)推力运行的发动机，更(geng)是地外天(tian)体登(deng)陆的必备装置。7500N变推力发动机是六院自(zi)行研制的我(wo)国首(shou)台(tai)变推力发动机，可实现推力从1500N到7500N大范围的连(lian)续变化(hua)，具有性能高、适应性强、燃烧稳定、结构简单等特点。可按照探测器的控制指令准确快速无级(ji)地改变推力，实现探测器的中途修正(zheng)、近月制动及月面软着陆。该型发动机曾经助(zhu)力嫦娥三(san)号、四号、五号3次连(lian)续成功登(deng)月，成功率100%。
月背“盲(mang)降” 步步惊心
环节动作越多(duo)，带(dai)来的风(feng)险就(jiu)越大。嫦娥六号作为最复杂的探月之旅是毫无疑问的，然而变数就(jiu)是挑战(zhan)。随着发动机反推力的撤离，探测器减速慢(man)行，实现“软着陆”。
月球背面不如月球正(zheng)面那(na)样平坦，为了目标任(ren)务，嫦娥六号此次选择(ze)山脚附近降落，这就(jiu)大大增加了降落难度，不仅要在空中精准定位，还要有高超的避障(zhang)能力，地形险要、起伏不定，使软着陆面临“一失足成千古恨”的风(feng)险。而同(tong)样困(kun)难的还有，落月过(guo)程(cheng)地球方(fang)向不直接可见，所有信息传输都需(xu)要由中继星“鹊桥2号”中转，整个(ge)过(guo)程(cheng)近乎“盲(mang)降”，无疑增加了风(feng)险。
为了实现动力下降过(guo)程(cheng)中探测器飞行更(geng)加平稳、着陆点选取更(geng)加合(he)理(li)、避障(zhang)措施更(geng)加有效、落点位置更(geng)加精确，推进(jin)系统需(xu)为探测器提供主减速推力，为姿态控制提供控制力，还需(xu)为悬停、避障(zhang)提供平移推力。由于飞行器在太(tai)空往往处于失重状态，此时液体推进(jin)剂(ji)处于漂浮状态，因此150N发动机要先进(jin)行点火工作，为着陆器提供初始推进(jin)剂(ji)沉底力，支撑主发动机开机点火减速，随着着陆/上(shang)升组合(he)体持续下降靠近月面，150N发动机进(jin)行姿态调节，横(heng)向平移、精确避障(zhang)，确保(bao)嫦娥六号安全平稳“停车入库(ku)”。
150N发动机是为嫦娥系列探测器专门进(jin)行减重及可靠性提高设计而成，为满足探测器严苛的重量(liang)要求，相比(bi)此前(qian)同(tong)类(lei)产(chan)品，发动机整体减重“瘦身(shen)”42%，单台(tai)产(chan)品仅不到1kg，比(bi)两瓶500mL矿(kuang)泉水还要轻，最小位置的孔径比(bi)笔(bi)芯头还要细(xi)，同(tong)时能保(bao)证数万次脉冲和数万秒稳态工作寿命，确保(bao)嫦娥六号全程(cheng)高精度、稳定、可靠飞行。
万里挑一的最强“护卫”
“探月工程(cheng)”的每(mei)一阶段任(ren)务都是对前(qian)一阶段任(ren)务的深化(hua)，并为下一阶段任(ren)务奠定基础。作为嫦娥五号的备份，在嫦娥六号长(chang)期贮存(cun)期间，如何确保(bao)产(chan)品质(zhi)量(liang)不受影响(xiang)，是研制团队面临的全新课题。
为此，研制团队开展了大量(liang)分(fen)析和试验研究，对“贮存(cun)延寿研究、更(geng)换超期组件、更(geng)换整机新品”等措施进(jin)行了研讨，并提前(qian)投产(chan)产(chan)品，做好换新品的准备。为了保(bao)持技术状态一致，研制队伍还对产(chan)品进(jin)行了长(chang)期贮存(cun)影响(xiang)测试分(fen)析和寿命评估，开展了多(duo)轮专项质(zhi)量(liang)复查工作，研制团队对飞行程(cheng)序、预案及系统参(can)数等进(jin)行反复推敲，确保(bao)产(chan)品的长(chang)寿命与可靠性。虽然已有嫦娥三(san)号、四号、五号以(yi)及天(tian)问一号软着陆的成功经验，但要想将嫦娥六号平稳落到月球表面必须挑选出经验丰富、能力最强的“护卫”。
“嫦娥”一次次向着月球出发，每(mei)一次抵达，留给我(wo)们的都是惊叹(tan)，而这背后，是液体动力一项项技术难点的集智(zhi)突破(po)、一项项创新成果的破(po)茧化(hua)蝶。这些创新成果架起了通(tong)往月球的天(tian)梯，让中国人走出了一条属于自(zi)己的探月之路(lu)。
今天(tian)，注定是难忘的一天(tian)，北京航天(tian)飞行控制中心，上(shang)一秒还沉浸在紧张的气氛中，落月成功的那(na)一刻掌声欢呼(hu)声一片。然而，对于六院人来说，却没有片刻放松(song)，成功落月，“嫦娥”的月宫生(sheng)活才刚刚开始，新的挑战(zhan)就(jiu)在前(qian)方(fang)，接下来让我(wo)们期待嫦娥六号携“土”回家。
部分(fen)图片视频来源网(wang)络
成 楠/文
试验队/图
冯春洋/编辑
王(wang) 勇(yong)/校对
李 莅/审核
张美书/监制