在浩渺无垠的宇宙中,繁星闪烁,如同璀璨的宝石,点缀着那无尽的黑暗。人类自诞生以来,就对神秘的星空充满了好奇与向往。从古至今,无数人曾仰望苍穹,心中怀揣着探寻宇宙奥秘的渴望与梦想。
时间的车轮滚滚向前,人类探索宇宙的步伐从未停歇。2024 年5 月3 日17 时27 分,我国长征五号运载火箭托举着嫦娥六号探测器,承载着全人类的梦想与期望,在文昌航天发射场点火起飞。嫦娥六号开启了非凡的宇宙之旅,执行备受关注的世界首次月球背面采样返回任务。
1 向月背进发
迄今为止,人类已进行的月球采样返回任务均位于月球正面。而月球背面整体相对月球正面更为古老,具有更重要的科研价值。因此,月球背面对人类而言,是“秘境中的秘境”。
由于月球自转周期和公转周期相等,加上被地球潮汐锁定,地球强大的引力让月球总是一面朝向地球,人类在地球上只能看见月球的正面。由于受到月球自身的遮挡,在月球背面,任何人类探测器都无法直接与地球进行测控通信和数据传输。从20 世纪50 年代开始,人类陆续向月球发射了100 多个探测器,仅有我国的嫦娥四号探测器在月球背面首次软着陆并开展就位探测。
迄今为止,人类共对月球进行了10 次采样返回,这10 次采样均位于月球的正面。
而此次嫦娥六号要去的则是月球背面——南极-艾特肯盆地,在那里进行形貌探测和地质背景勘查等工作,发现并采集不同地域、不同年龄的月球样品。
嫦娥六号任务实现采样返回后,科学家将对样品进行研究,分析月壤的结构、物理特性、物质组成等,深化对月球成因和演化历史的研究。
2 最强“护卫”:长征五号风雨无阻
5 月3 日,长征五号迎着突发的风雨,稳稳地直刺苍穹,成功执行了嫦娥六号探测器的发射任务,再次彰显了我国航天的卓越实力。这是长征五号第8 次发射,也是长征五号继2020 年11 月24 日护送嫦娥五号探测器奔月后,时隔3 年多再次执行深空探测任务。
长征五号之所以能风雨无畏,是因为在设计之初,科研人员就充分考虑了各种天气与环境挑战。面对文昌航天发射场的“浅层风”,长五火箭的4 个助推支撑与防风拉杆设计紧密结合,即使在每秒17 米的大风中也能稳稳“站立”。
其防水防雨设计更是细致入微,从“堵”到“疏”,每个细节都经过精心策划和严密实施。在“堵”的方面,长征五号的关键部件穿上了“雨衣”,通过加装密封条、使用吹塑薄膜,以及选择具备防水功能的元器件等措施,有效隔绝雨水侵袭。在“疏”的方面,火箭多个部段设计了排水孔,整流罩的排气孔处更是设置了内置导流罩,实现了排气与防水的双重功能。此外,多条送风管路持续为整流罩等舱段送风,确保空间内保持正压状态,进一步增强了防水能力。
3 好搭档: 鹊桥二号先行一步
鹊桥二号中继星自2024 年3 月20 日发射升空后,经过中途修正、近月制动、环月轨道机动,于4 月2 日按计划进入24 小时周期的环月大椭圆冻结轨道,4 月6 日成功与正在月球背面开展探测任务的嫦娥四号完成对通测试,4 月8 日至9 日与嫦娥六号探测器(地面状态)开展对通测试。
鹊桥二号中继星将为嫦娥六号任务提供中继通信服务,未来还将为探月工程四期任务提供中继通信服务,可以说是探月四期工程后续任务按计划实施的关键。
为此,鹊桥二号中继星设计了多种码速率,并能够根据需要切换,同时还具有很强的灵活性和任务扩展能力,星上用于中继通信的软件大部分都可以在轨“升级”,灵活适应后续新的任务需求,是名副其实的“服务之星”。
4 嫦娥六号:多国智慧融合
嫦娥六号是我国迄今最重的深空探测航天器,主要由轨道器、着陆器、上升器、返回器4 个部分组成,其主要的科学目标是开展月球背面着陆区的现场调查和分析,并对月球背面样品开展分析与研究。
嫦娥六号发射入轨后,按计划进行约53 天的飞行,其间经历地月转移、近月制动、环月飞行、着陆下降、月面工作、月面上升、交会对接与样品转移、环月等待、月地转移、再入回收等工作阶段。
嫦娥六号的此次任务可以形象地描述为“去、下、上、回”:轨道器主要负责“去”,飞到月球背面去;着陆器主要负责“下”,落到月球背面上并进行样本采集;上升器主要负责“上”,携带采集的样本从月球背面飞起来;返回器主要负责“回”,携带月壤返回地球。
嫦娥六号任务极其复杂、极具挑战,因为月背采样在世界上没有先例可循,面临着很多新情况、新问题。为了实现任务目标,科研人员勇于创新突破、勇于攀登,开展了大量的适配设计和优化设计,并采用逆行环月轨道方案等多项创新设计,以满足月背采样返回任务适应性设计和国际载荷搭载需求。
针对月背着陆区的月壤特性,科研人员为嫦娥六号采样封装分系统进行了多项升级,并设计了适应月球背面采样的控制算法和采样策略,进一步提高了采样的智能化、自动化程度,增强了月壤采样效率、采样能力和在轨工作的可靠性。同时,科研人员还为嫦娥六号着陆上升组合体“量身设计”了自主月面工作状态设置、自主定位、应急自主采样和自主起飞等功能,工作效率得到大幅提升。
嫦娥六号任务积极开展国际合作,最终确定了欧空局的月表负离子分析仪、法国的月球氡气探测仪、意大利的激光角反射器、巴基斯坦的立方星4 个国际搭载项目。在后续探月工程四期、行星探测工程相关任务中,中国航天将始终坚持开放合作,共同推动构建人类命运共同体,携手为人类文明的永续发展作出贡献。
嫦娥六号是人类首次如此近距离地探索月背的奥秘,是全人类梦想的一次伟大启航。嫦娥六号在遥远的月背辛勤工作,采集着珍贵的样本,每一个动作都牵动着地球上无数人的心。它就像一位无畏的开拓者,在那片陌生的土地上留下了人类智慧的足迹。当它带着满满的收获踏上归程时,我们似乎能看到宇宙为人类的勇气和坚持而绽放出的光芒。
我国计划在2026 年发射嫦娥七号探测器,2028 年发射嫦娥八号探测器。未来,我们必将在宇宙中留下更多属于我们的辉煌印记,让全人类的梦想在那浩瀚的宇宙中绽放出更加璀璨的光芒!
知识链接
人类部分月球采样返回任务
1969 年7 月20 日
美国阿波罗11 号在静海登陆,是人类首次成功登月,带回月壤21.55 千克。
1970 年9 月20 日
苏联月球16 号在危机海登陆,是世界上第一个从月球表面采集样品并将其带回地球的探测器,带回月壤101 克。
1971 年7 月30 日
美国阿波罗15 号在海德里- 亚平宁区登陆,实现了人类首次在月面驾驶月球车,带回月壤76.70 千克。
1972 年12 月11 日
美国阿波罗17 号在陶拉斯-利特罗山谷登陆,是20世纪美国最后一次登月,带回月壤110.5 千克。
1976 年8 月18 日
苏联月球24 号探测器在危机海东南部登陆,是苏联月球计划中最后一个送回月球表面样本的探测器,带回月壤170 克。
2020 年12 月1 日
中国嫦娥五号探测器在月球风暴洋北部吕姆克山脉登陆,实现了中国首次月球无人采样返回,带回月壤1 731 克,是最年轻的月球岩石样品。
长征五号运载火箭
长征五号是我国大型低温液体捆绑式运载火箭,是捆绑4 个助推器的两级半构型火箭。全箭总长56.97 米,起飞质量约869 吨,具备近地轨道25 吨、地球同步转移轨道14 吨的运载能力,是我国现役运载能力最大的火箭,可以完成近地轨道卫星、地球同步转移轨道卫星、太阳同步轨道卫星、空间站、月球探测器和火星探测器等各类航天器的发射任务。
(责任编辑:陆艳)