稳稳当当!嫦娥六号成功着陆月球背面

    这是人类探索月球的历史性时刻！

    6月2日清晨，嫦娥六号成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地预选着陆区，开启人类探测器首次在月球背面实施的样品采集任务，即将“蟾宫挖宝”。

    北京航天飞行控制中心响起热烈的掌声，嫦娥六号着陆器和上升器组合体在鹊桥二号中继星支持下，成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地预选着陆区。

    自5月3日发射入轨以来，嫦娥六号探测器经历了约30天的奔月之旅，在经过地月转移、近月制动、环月飞行等一系列关键动作后，完成了这世界瞩目的“精彩一落”。

    相比于降落在月球正面，降落在月球背面可谓环环相扣、步步关键。特别是此次任务的预选着陆区——月球背面南极-艾特肯盆地，落差可达十多公里，好比要把一台小卡车成功降落到崇山峻岭中，每一步都不能掉以轻心，充满着中国航天人的智慧和创造。

    月背着陆时间短、难度大、风险高，放眼世界也仅有我国的嫦娥四号探测器曾在2019年初成功实现月背软着陆。此次嫦娥六号不仅要实现月背软着陆，更将按计划采集月球背面的月壤，走别人没走过的路。

    2004年，中国探月工程正式批准立项。从嫦娥一号拍摄全月球影像图，到嫦娥四号实现人类首次月球背面软着陆；从嫦娥五号带着月壤胜利归来，再到如今嫦娥六号即将月背“挖宝”……20年来，中国探月工程不断刷新人类月球探测的纪录。

    成功着陆月背，只是开始。后续着陆器将进行太阳翼和定向天线展开等状态检查与设置工作，随后正式开始持续约2天的月背采样工作，通过钻取和表取两种方式分别采集月球样品，实现多点、多样化自动采样。

    同时，本次任务还将开展月球背面着陆区的现场调查分析、月壤结构分析等科学探测。让我们继续期待嫦娥六号“再接再厉”，不断传来更多好消息！

    【揭秘】 嫦娥六号如何落地“广寒宫”

    “嫦娥六姑娘”这稳稳的一落看似轻盈轻松，却蕴藏着科研人员的众多智慧和积淀。为了让“嫦娥六姑娘”更平缓地飞进“广寒宫”，研制团队前期在探测器上做了多项精巧设计。

    设计一：“选址准、落得稳”

    “火眼金睛”选择理想落点——着陆器和上升器组合体通过视觉自主避障系统进行障碍自动检测，利用可见光相机根据月面明暗选择大致安全点，在安全点上方100米处悬停，利用激光三维扫描进行精确拍照以检测月面障碍，最终选定着陆点，开始缓速垂直下降。

    嫦娥六号着陆区域的选择，既要考虑科学价值，也要尽量选择较为平坦的区域着陆。相比月球正面，月球背面着陆难度也有所提高。中国航天科技集团黄昊表示，月球正面的平地较多，此前嫦娥五号着陆的月面区域，相对而言比较平整。而南极-艾特肯盆地的地形异常复杂，着陆区附近遍布着大大小小的高地。

    环月阶段，嫦娥六号用20余天调整好位置，为落月做准备。在轨道设计上，相比嫦娥五号，嫦娥六号的近月制动从2次变成3次。通过3次近月制动，嫦娥六号可利用一系列控制方式，让探测器较为精准地飞行到预定着陆区上空，再择机实施着陆。

    “嫦娥六号的月面着陆是在无大气环境的地外天体进行，其本质是依靠发动机反推、通过消耗推进剂的方式来完成月面软着陆。”黄昊说。

    设计二：测距测速、障碍识别

    “渐次刹车”减速接近月表——着陆器和上升器组合体实施动力下降，搭载的7500牛变推力主发动机开机，逐步将探测器相对月球速度降为零。其间，组合体进行快速姿态调整，逐渐接近月表。    

    着陆有且只有一次机会，必须一次成功。为了更好控制着陆过程，科研人员在嫦娥六号探测器上配置了多个敏感器，包括微波敏感器、激光敏感器和一系列光学成像敏感器。这些敏感器可实现测距测速、障碍识别等功能，以求平稳、安全着陆。

    在降落的过程中，嫦娥六号着陆器和上升器组合体距离月面较近时，主发动机会激起月尘，容易干扰光学敏感器判断。为了不让月尘“迷了眼睛”，嫦娥六号着陆器和上升器组合体还配置了伽马关机敏感器，通过伽马射线在月面的反射，准确测量组合体和月面的距离，确保组合体发动机能准时关机，安全着陆。

    设计三：着陆缓冲“显身手”

    “关键缓冲”确保安全落月——即将到达月面时，发动机关闭，利用缓冲系统保障组合体以自由落体方式到达月面，最终平稳着陆在月球背面南极-艾特肯盆地。    

    落月的关键在于平稳二字。嫦娥六号着陆器和上升器组合体在落月时，撞击月面会形成较大的冲击载荷，必须设计相应的着陆缓冲系统，吸收着陆的冲击载荷，保证探测器不翻倒、不陷落，这是落月的技术难题之一。

    着陆缓冲机构，通俗地说，就是嫦娥六号的“着陆腿”。黄昊表示，“着陆腿”可以在嫦娥六号着陆过程中吸收着陆冲击的能量，起到缓冲作用，保证着陆器设备的安全性。

    【解码】 嫦娥六号怎样在月背“挖土”

    嫦娥六号任务实施人类首次月背采样返回，工程创新多，风险高，难度大。此次嫦娥六号探测器软着陆于月球哪个区域？如何稳稳地降落在月背？着陆后又将如何挖掘“月球土特产”？

    落在哪？

    人类对月球背面一直充满好奇。近几十年来，人类从月球采回数百千克月球样品，但至今仍缺乏从月背带回的原位样本。嫦娥六号任务开历史之先河，其预选着陆区和采样地点位于月球背面南极-艾特肯盆地。

    选择这一盆地有何考量？专家介绍，南极-艾特肯盆地是太阳系中已知最大的撞击坑之一，被公认为月球上最大、最古老和最深的盆地，是月壳演化三个独立的地体之一，可能保存了月球上古老的岩石，科研价值高。

    在该区域采集样品并进行分析研究，有望填补人类获取月球背面样本的空白，对月球科学新突破具有独特价值，将为深化人类对月球成因和太阳系演化历史的科学认知作出新贡献。

    怎么落？

    嫦娥六号探测器“出发”前，地面科研人员只能通过卫星遥感影像了解着陆区概况。但着陆时会遇到多少石块、撞击坑？这些小尺寸的障碍物无法提前获知。

    落月机会只有一次，15分钟内，必须一次成功。月背地形复杂多变，山脉、山谷、陨石坑密布，而探测器必须成功着陆在一块平坦的区域上，才能顺利完成后续任务。为了在“山脉中找平地”，科研人员为嫦娥六号的落月选址下足了功夫。由嫦娥二号探测器影像制成的全月7米分辨率数字正射影像及20米分辨率的数字高程模型产品发挥了作用，科研人员借助它们寻找坡度较小的平坦区域。

    主减速、接近、悬停避障、缓速下降，嫦娥六号步步为营。过程中，制导导航与控制系统是“驾驶员”，整个落月过程不需要人工干预。微波测距测速敏感器像是“泊车雷达”，帮助判断其相对于月球表面的距离和下降速度。

    即将到达月面时发动机关闭，4条轻质、高强度的“修长美腿”和4个圆形“大脚掌”组成着陆缓冲机构，平稳着陆在预定位置。

    如何“挖”？

    成功着陆后，嫦娥六号着陆器将开始持续约2天的月背采样工作。科研人员为嫦娥六号精心设计了两种“挖土”模式：钻取和表取。探测器随身携带了钻取采样装置、表取采样装置、表取初级封装装置和密封封装装置等“神器”，将采取深钻、浅钻，以及“铲土”“夹土”等方式，采集月球样品，并进行密封封装。

    中国航天科技集团金晟毅介绍，钻取和表取的侧重点各不相同。

    钻取采样能够采集到月壤一定深度下富有层理信息的月壤样品，它的采样量相对比较少，方式也不能调节，相对着陆器是固定安装的。

    表取采样执行的机构是一个表取机械臂，可以多次重复采样，采集的是月球表层的月壤和石块，相对来讲，可以采集更多的样品。

    这两种方式是互补的，一个表层，一个深层。从任务完成的考核性来讲，这两种采样方式也可以是互相备份的，提高任务的执行能力和考核度。嫦娥六号将在完成钻取采样任务后，再开展表取采样。

    综合新华社、央视、《科技日报》、《中国航天报》报道