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焦點訪談:月背“快遞” 成功“簽收”

作者:央視網

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央視網消息(焦點訪談):6月25日14時7分,嫦娥六号傳回器攜帶來自月背的月球樣品安全着陸在内蒙古四子王旗預定區域。中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習近平發來賀電,代表黨中央、國務院和中央軍委,向探月工程嫦娥六号任務指揮部并參加任務的全體同志緻以熱烈祝賀和誠摯問候。習近平在賀電中指出,嫦娥六号在人類曆史上首次實作月球背面采樣傳回,是大陸建設航天強國、科技強國取得的又一标志性成果。20年來,參與探月工程研制建設的全體同志弘揚探月精神,勇攀科技高峰,取得了舉世矚目的重大成就,走出一條高品質、高效益的月球探測之路。接下來我們就來看一看嫦娥六号的這次探月之旅都經曆了怎樣的挑戰。

焦點訪談:月背“快遞” 成功“簽收”

2024年6月25日,内蒙古四子王旗航天着陸場迎來了一位特殊的“客人”,經過53天的太空漫遊,嫦娥六号傳回器順利着陸。嫦娥六号給地球帶回了一份厚禮——一份來自月背的月球樣品,這也是人類首次實作月背采樣及傳回。

今天(6月26日)上午,嫦娥六号傳回器已經空運至北京,後續樣品儲存、分析和研究工作也将展開。從5月3日發射升空到6月25日傳回,嫦娥六号探測器成功完成任務,再一次在月球上留下了中國的探月足迹。而在這53天裡,在肉眼所見不到的月球背後,嫦娥六号經曆了一次又一次的挑戰。在這諸多挑戰中,最引人關注的當數降落月球。

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6月2日6時許,嫦娥六号探測器即将降落月背。此次任務的預選着陸區——月球背面南極-艾特肯盆地,落差達10多公裡,這就好比要把一台小型卡車降落到崇山峻嶺中,不僅需要精确避障,還要有先進的制導導航與控制系統來確定安全着陸。

6時9分,嫦娥六号着陸器和上升器組合體開始實施動力下降,随後主發動機開機。其間,組合體進行快速姿态調整和障礙自動檢測,根據月面明暗選擇大緻安全點。嫦娥六号在離降落點還有100米的高度進行懸停,這懸停的3秒鐘對于落月格外關鍵。

中國航天科技集團關轶峰:“在懸停的時候成像和障礙識别,然後進行規避,相當于分兩部分,先眼睛确認,看一眼什麼地方比較平坦,記住那個地方,然後把那個地方傳到腦子裡,知道那是平坦的再移過去,在平坦區域上方再往下降。”

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專家所說的眼睛,就是指一台三維成像敏感器。在落月之前,三維成像敏感器利用雷射三維掃描進行精确拍照以檢測月面障礙,最終標明着陸點完成着陸。在同濟大學的一個試驗場裡,大大小小的木闆通過不同的高度和角度,模拟從空中看到的地面起伏,用來驗證雷射成像技術的準确性。

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同濟大學測繪與地理資訊學院院長謝歡:“對于着陸避障來說,主要在乎的是地面上是不是平坦。要避開超過20厘米的坑和石頭,是以我們在場地裡面仿真了不同的場景,大大小小的坑和不同大小的石塊,盡可能還原在月球表面上可能會威脅安全着陸的場景。”

但是,地面的靜止實驗精度再高,也無法應對實際工作時探測器的晃動。就像在颠簸的汽車上拍照成像效果很差。科研團隊想到的應對措施就一個字:快。敏感器可以在0.25秒的時間内,對月球一定範圍的地形進行精細的探測。而且在懸停短短3秒鐘的時間内,自主避障系統要完成所有測量和計算工作,它僅有三次做出判斷的機會。

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嫦娥六号的自主避障能力,幫助它遠離了危險的區域,成功着陸月背。着陸成功,隻是完成了這次月面工作任務的關鍵第一步,接下來還要進行采樣任務,這個挑戰更為艱巨。受限于月球背面中繼通信時間長,嫦娥六号采用快速智能采樣技術,将月面采樣的有效工作時間縮短為不到20個小時,通過鑽具鑽孔取樣和機械臂表面取樣兩種方式,分别采集月球樣品。

中國航天科技集團史偉:“落了月以後,首先相機要對整個采樣區進行成像。采樣區大緻的起伏程度也好,有沒有石頭也好,避開風險區域,是以我們首先要在内場把整個月面的環境真實地還原回來。”

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在被稱為嫦娥六号的“預訓練場”,根據嫦娥六号拍攝傳回的着陸區影像圖,在中國航天科技集團五院的地面實驗室裡,科研人員迅速地還原了着陸點周圍的地貌。落月後,嫦娥六号并不是直接開始取樣,而是要先通過在這裡進行試驗驗證,并把操作指令上傳到月球後,才開始實際采樣。

鑽取過程持續了約3個小時,擷取了月球背面不同深度的月球樣品。除了鑽孔取樣,還通過機械臂表面鏟取方式采集了月球樣品,實作多點的自動采樣。為此,科研人員設計了十多個表面取樣采集點位。跟嫦娥五号相比,嫦娥六号在智能化和自主化方面有了很大的改進。

中國航天科技集團馬如奇:“隻要發一條指令,它就把整個任務都給連貫起來了,比如觸月、采樣,然後到放樣,整個過程中隻需要一條指令把它全給連起來就全部執行了,這樣效率提高了。”

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讓航天人意想不到的是,表面取樣結束後,月面出現了一個“中”字。

中國航天科技集團賈曉宇:“最開始選采樣點隻是根據表面看到的圖形選出來的,我們會根據翻出來的樣品動态調整采樣點的位置,‘中’字的斜收筆和‘中’字的頭部其實就是這樣産生的。本來我們可能除了‘中’字之外還會多鏟幾鏟,但是最後發現‘中’字的最後一筆形成以後,正好這個樣品容器也幾乎要滿了。各種意外催成了‘中’字的産生,可能注定中國要在月球上留下自己的印記。”

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月背留下的中國印記,也許隻是個美麗的巧合,但這個印迹不僅記錄了嫦娥六号探測器的工作軌迹,也見證了中國人對于月球探索的堅定決心和不懈努力。在采樣工作完成後,嫦娥六号着陸器攜帶的五星紅旗在月球背面成功展開。

縱觀世界航天史,在嫦娥六号之前,人類所有的月球采樣全部位于月球正面。是以,對于嫦娥六号第一次帶回來的月背樣品,全世界的科學家都在關注着。

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嫦娥六号上搭載了4個國際載荷,分别來自歐空局、法國、意大利和巴基斯坦,其中意大利國家核實體研究所研制的,用于測距和定位的雷射角反射器是一種能夠進行精度為毫米級别的測距和定位的儀器。在實驗室裡,研究員的主要工作之一就是通過真空艙室來模拟太空環境,不斷對雷射角反射器的精度進行測試。負責人表示,中國在空間探索領域的開放合作令人印象深刻。

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而在中國科學院地質與地球實體研究所,實驗室早已準備就緒,等待着嫦娥六号的傳回。2021年,這個科研團隊通過對嫦娥五号月球樣品的研究,揭示了20億年前月球仍存在岩漿活動,重新整理了人類對月球岩漿活動和演化曆史的認知。科學家們希望嫦娥六号的樣品研究能帶來更多新的發現。

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中國科學院院士、中國科學院地質與地球實體研究所研究員李獻華:“南極-艾特肯盆地是月球上最古老的撞擊坑,也是最大的撞擊坑,甚至是整個内太陽系最大的撞擊坑。這次撞擊對月球後期的演化曆史意義深遠,我們自然就會問是什麼時候撞的?這次我們到這個地方去采樣,很有可能采到跟這次撞擊有關系的一些記錄,我們把它的年齡測出來。第二月球的正面和背面不一樣,到底怎麼不一樣需要樣品來分析。”

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科研團隊拿到月壤後的第一步是樣本制備,挑選工作要在顯微鏡下進行,手部任何一點多餘的抖動都會導緻顆粒無法被有效挑選,後續研究也就無從談起。

專家表示,嫦娥六号采集到的珍貴月球樣品,将為人類提供更多關于月球的寶貴資料和資訊,有望深化人類對月球成因和演化曆史的研究。

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中國科學院院士、中國科學院地質與地球實體研究所研究員吳福元:“以前我們認為月球30億年前就死了,結果嫦娥五号的樣品發現,20億年前還有岩漿活動,後面還有沒有,我們現在也不敢肯定說一定就沒有了,是以說人類對月球的了解非常有限。嫦娥工程已經20年了,這麼多年才傳回來一點樣品,我們一定要把航天上的優勢變成科學上的優勢,集中力量來做科學上的産出和突破。”

從5月3日發射升空,迢迢38萬公裡奔赴月球,到準确實施近月制動。從成功着陸月背、月面智能采樣,到從月面上升,在軌交會對接、樣品轉移,到今天傳回地球家園,圓滿完成使命,嫦娥六号探月之旅曆經53天,每一步都包含了無數科研工作者的努力。回收後的嫦娥六号傳回器在完成必要的地面處理工作後,将空運至北京開艙,取出樣品容器以及搭載物。國家航天局将擇機舉行交接儀式,正式向地面應用系統移交月球樣品,後續開展樣品儲存、分析和研究相關工作。我們期待着科學家們的好消息,也相信嫦娥六号的工作會幫助我們解開更多關于月球、關于太陽系的奧秘。

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