嫦娥六號月球“出差”干什么

付毅飛

5月3日，嫦娥六號探測器在海南文昌航天發(fā)射場1號工位，由長征五號遙八運(yùn)載火箭發(fā)射升空。

據(jù)嫦娥六號任務(wù)副總設(shè)計師王瓊介紹，該任務(wù)飛行全過程約53天，由發(fā)射入軌段、地月轉(zhuǎn)移段、近月制動段、環(huán)月飛行段、著陸下降段、月面工作段、月面上升段、交會對接與樣品轉(zhuǎn)移段、環(huán)月等待段、月地轉(zhuǎn)移段和再入回收段11個飛行階段組成。

王瓊對任務(wù)主要飛行過程進(jìn)行了介紹。他說，探測器與運(yùn)載火箭分離后，沿地月轉(zhuǎn)移軌道飛行，到達(dá)軌道高度約為200公里的近月點(diǎn)附近。

在近月點(diǎn)附近，探測器將實(shí)施1次近月制動，進(jìn)入近月點(diǎn)高度為200公里、軌道周期為12小時的環(huán)月橢圓軌道。在該軌道上將擇機(jī)實(shí)施立方星分離。

探測器在12小時環(huán)月橢圓軌道上通過兩次近月制動，進(jìn)入平均高度200公里、周期為兩小時的環(huán)月圓軌道，并在該軌道上完成著陸上升組合體與軌返組合體的分離。

分離后，軌返組合體繼續(xù)環(huán)月飛行，著陸上升組合體在環(huán)月軌道運(yùn)行約1天后，通過實(shí)施兩次降軌變軌，進(jìn)入近月點(diǎn)約15公里、遠(yuǎn)月點(diǎn)約200公里的橢圓軌道。

著陸上升組合體在環(huán)月橢圓軌道上繼續(xù)運(yùn)行約1天，擇機(jī)實(shí)施著陸下降，經(jīng)歷主減速段、快速調(diào)整段、接近段、懸停避障段、緩速下降段，在月面預(yù)定區(qū)域軟著陸。著陸下降過程約15分鐘。

著陸后，著陸上升組合體采用鉆取和表取兩種采樣方式，完成月壤的取樣和封裝；同時，有效載荷、國際載荷開展就位探測。月面工作時間約為48小時。

完成月面工作后，上升器攜帶月球樣品在月面起飛，通過實(shí)施4次軌道機(jī)動，采用多圈多脈沖共面橢圓軌道交會策略，導(dǎo)引至高度為210公里的環(huán)月圓軌道上，與軌返組合體實(shí)施交會對接。

在著陸上升組合體月面工作期間，軌返組合體通過實(shí)施調(diào)相機(jī)動，使得軌道器在遠(yuǎn)程導(dǎo)引段終點(diǎn)（交班點(diǎn)）到達(dá)200公里圓軌道上合適的相位。

交會對接完成后，月球樣品從上升器轉(zhuǎn)移至返回器內(nèi)。軌返組合體擇機(jī)與上升器及對接艙段分離，在環(huán)月軌道上巡航飛行，等待月地轉(zhuǎn)移窗口，在預(yù)定時機(jī)加速進(jìn)入月地轉(zhuǎn)移軌道。

經(jīng)歷1～3次中途修正后，軌返組合體到達(dá)距地球約5000公里高度處，返回器與軌道器分離。返回器以半彈道跳躍方式再入地球大氣層，計劃著陸于內(nèi)蒙古四子王旗預(yù)定著陸區(qū)。

王瓊表示，相比嫦娥五號任務(wù)在月球正面采樣返回，嫦娥六號任務(wù)將在鵲橋二號中繼星的支持下，首次實(shí)施月球背面采樣返回，將突破多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，并開展廣泛的國際合作。

嫦娥六號探測器上搭載了4臺國際載荷。其中，法國氡氣探測儀將對月球表面氡氣同位素開展原位探測，研究揮發(fā)物在月球環(huán)境下傳輸和擴(kuò)散的機(jī)制；歐洲航天局月表負(fù)離子分析儀將對月球表面負(fù)離子進(jìn)行探測，研究等離子體和月面的相互作用機(jī)制；巴基斯坦立方星將開展在軌成像任務(wù)，驗(yàn)證納衛(wèi)星月球軌道探測技術(shù)；意大利激光角反射器作為在月球背面的定位絕對控制點(diǎn)，可以與其他月球探測任務(wù)開展聯(lián)合測距與定位研究。

中國探月工程四期于2021年12月獲批立項(xiàng)，其中嫦娥六號任務(wù)瞄準(zhǔn)2024年5月首發(fā)窗口，以月球背面南極—艾特肯盆地為預(yù)選著陸區(qū)。任務(wù)的工程目標(biāo)是突破月球逆行軌道設(shè)計與控制技術(shù)、月背智能采樣技術(shù)和月背起飛上升技術(shù)，實(shí)現(xiàn)月球背面自動采樣返回，同時開展有效國際合作。任務(wù)的科學(xué)目標(biāo)包括月球背面著陸區(qū)的現(xiàn)場調(diào)查和分析，月球背面樣品的分析與研究。任務(wù)由工程總體和探測器系統(tǒng)、運(yùn)載火箭系統(tǒng)、發(fā)射與回收系統(tǒng)、測控系統(tǒng)、地面應(yīng)用系統(tǒng)組成。