6月2日6時(shí)23分，嫦娥六號著(zhù)陸器和上升器組合體在鵲橋二號中繼星支持下，成功著(zhù)陸在月球背面南極-艾特肯盆地預選著(zhù)陸區。

我國探月工程嫦娥系列探測器、中繼星及其發(fā)射使用的長(cháng)征系列運載火箭均由中國航天科技集團有限公司研制。

自今年5月3日發(fā)射升空，歷時(shí)30天，先后經(jīng)歷了地月轉移、近月制動(dòng)、環(huán)月飛行、著(zhù)陸下降等過(guò)程，嫦娥六號著(zhù)陸月背，要為人類(lèi)采集第一抔月背之壤。

嫦娥六號著(zhù)陸器與上升器組合體成功著(zhù)陸后，著(zhù)陸器將通過(guò)鵲橋二號中繼星，在地面控制下，進(jìn)行太陽(yáng)翼和定向天線(xiàn)展開(kāi)等狀態(tài)檢查與設置工作，此后正式開(kāi)始持續約2天的月背采樣工作，通過(guò)鉆具鉆取和機械臂表取兩種方式分別采集月壤樣品和月表巖石，實(shí)現多點(diǎn)、多樣化自動(dòng)采樣。同時(shí)將開(kāi)展月球背面著(zhù)陸區的現場(chǎng)調查分析、月壤結構分析等科學(xué)探測，深化月球成因和演化歷史的研究。

嫦娥六號著(zhù)陸器攜帶的有效載荷將按計劃工作，開(kāi)展科學(xué)探測任務(wù)。嫦娥六號任務(wù)國際載荷中歐空局月表負離子分析儀、法國月球氡氣探測儀即將開(kāi)機工作，意大利激光角反射器完成部署。

著(zhù)陸前，火工裝置起爆，嫦娥六號探測器分離為著(zhù)上組合體和軌返組合體。這時(shí)，在環(huán)月凍結軌道的鵲橋二號中繼星早已準備就緒，等待嫦娥六號的到來(lái)。

科研人員緊盯電腦屏幕上的實(shí)時(shí)信息畫(huà)面，處理著(zhù)四面八方匯聚而來(lái)的一串串數據。在他們手中，這些數據將轉化為嫦娥六號的實(shí)時(shí)狀態(tài)，猶如手握一條無(wú)形的線(xiàn)，時(shí)刻掌握著(zhù)嫦娥六號的“脈象”。

“完成落月只有一次機會(huì )，在15分鐘內，必須一次成功！”中國航天科技集團有限公司黃昊說(shuō)。

經(jīng)主減速、接近、懸停避障、緩速下降等過(guò)程，嫦娥六號穩穩落下，看似輕盈輕松，卻蘊藏著(zhù)科研人員的智慧和經(jīng)驗。

今年3月，鵲橋二號中繼星提前到達月球軌道，確保嫦娥六號在月背不會(huì )“失聯(lián)”，為地月之間架起溝通的“橋梁”。

鵲橋二號中繼星示意圖（航天科技集團五院供圖）

盡管鵲橋二號中繼星解決了通信難題，但不同于大片被月海覆蓋的月球正面，月球背面地形復雜多變，有很多高低起伏的山脈和山谷，有密密麻麻的隕石坑。

“如果探測器著(zhù)陸在一塊大石頭上，就會(huì )影響鉆取采樣工作，很有可能得不到月球深層次的土壤樣品，同時(shí)也會(huì )給起飛上升帶來(lái)巨大挑戰?！焙教炜萍技瘓F鄭燕紅表示，探測器必須成功著(zhù)陸在一塊平坦的區域上。

但可供安全著(zhù)陸的區域有限，如何讓探測器擁有更高的著(zhù)陸精度，實(shí)現“落得準”？

首先，“選址”要準確。

歷史上，蘇聯(lián)在1969～1970年間連續遭遇無(wú)人探月失敗，其中“月球-15”號采樣返回飛行器在月面降落過(guò)程中撞上了山脈，這一失敗源于其對復雜地形缺乏準確認知。失敗的風(fēng)險在探索新區域時(shí)尤其高。

為了在“山脈中找平地”，嫦娥六號探測器出發(fā)前，科研人員在選址上下足了功夫。嫦娥二號探測器影像制成的全月7米分辨率數字正射影像及20米分辨率的數字高程模型產(chǎn)品發(fā)揮了作用，科研人員借助它們?yōu)殒隙鹆枌ふ移露容^小的平坦區域。

其次，軌道設計有玄機。

去往月背，嫦娥六號并不能沿著(zhù)嫦娥五號開(kāi)辟的道路前往，而是要重新選擇一條最優(yōu)軌道。這是因為嫦娥六號沿襲了“前輩”已有的構型布局和硬件產(chǎn)品，但著(zhù)陸位置卻由月球的北緯地區變?yōu)槟暇暤貐^。

嫦娥五號、六號探測器環(huán)月軌道方向示意圖（航天科技集團五院供圖）

為了在不大幅調整探測器的構型布局和硬件產(chǎn)品的前提下，順利化解因著(zhù)陸點(diǎn)變化帶來(lái)的朝向、姿態(tài)等問(wèn)題，設計師們?yōu)殒隙鹆柼綔y器重新設計了一條環(huán)月軌道，也就是“逆行環(huán)月軌道”方案。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是探測器在環(huán)月軌道上的飛行方向與月球自轉方向相反，無(wú)需調整探測器設計方案，就能保證它隨時(shí)隨地“能量十足”。

設計師的巧思就藏在軌道設計之中。為了達到既調整軌道又不增加推進(jìn)劑消耗的目的，設計師讓嫦娥六號先后進(jìn)行3次“剎車(chē)”——比嫦娥五號多了一次。這樣可充分利用從月球捕獲到下降前的20多天飛行時(shí)間，不斷調整軌道參數，高精度瞄準著(zhù)陸點(diǎn)，等待降落最佳時(shí)機的到來(lái)。

嫦娥六號探測器不同周期環(huán)月橢圓軌道示意圖（航天科技集團五院供圖）

在距月面約15公里處時(shí)，嫦娥六號著(zhù)上組合體開(kāi)始實(shí)施動(dòng)力下降，在一臺軌控發(fā)動(dòng)機和多臺姿控發(fā)動(dòng)機的協(xié)同推動(dòng)下，逐步將探測器相對月球速度從約1.6公里/秒降為零。

其間，在距月面1.5公里時(shí)，嫦娥六號利用光學(xué)成像敏感器進(jìn)行粗避障，剔除大型障礙物；距月面僅100米時(shí)，嫦娥六號上的備用激光三維成像敏感器進(jìn)行精確避障，精準識別選好落點(diǎn)。

而后，嫦娥六號開(kāi)始避障下降和緩速垂直下降，最終平穩著(zhù)陸在月球背面南極-艾特肯盆地中的預選著(zhù)陸區，并傳回著(zhù)陸影像圖。

從發(fā)射升空到成功落月，38萬(wàn)公里，30天抵達，900多秒驚心動(dòng)魄的下降，嫦娥六號的表現近乎完美，如同體操選手在空中完成令人眼花繚亂的高難度系數動(dòng)作之后，穩穩當當落地，為下一段“表演”奠定了良好的基礎。

（文/鄧雨楠 美編/楊帥）