奔向月背的嫦娥六號

2024年，中華人民共和國迎來了75周歲的生日。75年里，我國發(fā)展日新月異，一棟棟拔地而起的大樓、一條條通向遠方的鐵路、一架架劃破蒼穹的戰(zhàn)機、一艘艘奔向太空的飛船……我們見證了一個又一個輝煌成就的誕生。嫦娥六號成功凱旋，又在我國輝煌的成就簿上添上了濃墨重彩的一筆。

出發(fā)！前往南極-艾特肯盆地

此前，已有多位太空使者在月球留下足跡，但嫦娥六號的發(fā)射依舊引起了很大的關(guān)注。這主要是因為嫦娥六號是歷史上首位前往月背挖土的太空使者。月背是相對于月面而言的，因為月球圍繞地球公轉(zhuǎn)的速度和月球自轉(zhuǎn)的速度一樣快，所以我們看到的一直都是月球的“半張臉”。我們將月球面向我們的這“半張臉”稱為“月面”，另外“半張臉”稱為“月背”。在嫦娥六號完成任務之前，已有10位太空使者成功將月球“土特產(chǎn)”帶回地球，但是它們的采樣地點都在月面。嫦娥六號此次在位于月背南極-艾特肯盆地的阿波羅環(huán)形山地區(qū)成功完成了采樣任務。

為嫦娥六號“傳話”的鵲橋二號

之前的10位太空使者都把目的地定在了月面，并不是因為月面的風景更誘人，而是因為在月背降落困難重重。月背不僅是我們的視野盲區(qū)，還是太空使者的通信盲區(qū)。太空使者一旦在這里落腳，它們與地球之間的直接通信就會被月球遮擋。這些太空使者害怕有去無回，所以都把目的地定為月面。嫦娥六號此次選擇在月背落腳也不是因為膽子大，而是得到了它的好伙伴——鵲橋二號中繼通信衛(wèi)星的幫助。

鵲橋二號是鵲橋家族的第二名成員，它的任務是在地球和月球之間架起一座通信橋梁，讓前往月球的太空使者更好地與地球通信。鵲橋二號已于今年3月成功升空，進入一條繞月運行軌道。鵲橋二號會在這條軌道上為嫦娥四號、嫦娥六號以及后續(xù)發(fā)射的嫦娥七號、嫦娥八號提供通信服務。

嫦娥六號如何帶回月球“土特產(chǎn)”

嫦娥六號此次出差時長共計53天。在這53天里，嫦娥六號的各組成部分各司其職，將月球“土特產(chǎn)”順利帶回了地球。其中，軌道器在嫦娥六號奔向月球和返回地球時發(fā)揮了重要作用；著陸器確保嫦娥六號在月球表面平穩(wěn)著陸，開展挖土行動；上升器負責帶著嫦娥六號離開月球表面并與軌道器會合；最后，軌道器帶嫦娥六號一同回到地球。值得一提的是，此次嫦娥六號沿用了嫦娥五號的表取和鉆取兩種挖土方式，獲取月球不同深度的“土特產(chǎn)”。其中，表取是通過機械臂和機械爪合力完成；鉆取則是先用特殊的鉆頭鉆到月表以下2米左右的位置，然后把月球“土特產(chǎn)”取出來。

高身價的月球“土特產(chǎn)”

嫦娥六號的挖土任務每一步都充滿挑戰(zhàn)。比如，嫦娥六號在距離月球比較近時，必須瞅準時機踩下剎車才能順利進入環(huán)月軌道飛行，剎車踩早了或踩晚了可能都進入不了環(huán)月軌道；月球地形復雜，科研人員在為嫦娥六號找落腳點時，并不能對月表做充分調(diào)研，這使得嫦娥六號的挖土過程存在很多不確定性；鵲橋二號是繞著月球飛行的，同樣存在視野盲區(qū)。為了能在鵲橋二號正常工作時段完成任務，嫦娥六號必須提升工作效率，將工作時長由嫦娥五號的48小時縮短至36～40小時，這無疑也會增加工作難度……

既然挑戰(zhàn)這么多，嫦娥六號為什么還要千里迢迢跑到月背挖土呢？答案是月背的“土特產(chǎn)”研究價值更高。相比于月球正面，月球背面基本是古老的月殼和高地，坑洞更多更密集。嫦娥六號此次著陸的南極-艾特肯盆地就是一處直徑約2500千米的撞擊坑，它是月球上最古老、最大的撞擊坑，這里保留了原始月球的巖石，具有非常高的科研價值。通過研究嫦娥六號帶回的月球“土特產(chǎn)”，研究人員有望在太陽系早期撞擊歷史、火山活動和月球地質(zhì)演化等重大科學議題上取得突破，對月球有更多新的認知。

值得一提的是，除了挖土，嫦娥六號還肩負了一些科研任務。2019年，中國國家航天局發(fā)布了《嫦娥六號任務國際載荷合作機遇公告》。經(jīng)過層層篩選，法國月球氡氣探測儀、歐空局月表負離子分析儀、意大利激光角反射器、巴基斯坦立方星等國際載荷得以跟隨嫦娥六號一同進行科學探測。

嫦娥六號的降溫神器

月球表面溫度很高。為了讓嫦娥六號在高溫環(huán)境中完成挖土任務，科研人員為它打造了一個降溫神器——我國自主研制的水升華器。水升華器主要由多孔板、儲水箱、水管、控制閥門四部分構(gòu)成。當嫦娥六號身體溫度過高時，水升華器上的控制閥門會自主打開，讓儲水箱中的水通過水管流入多孔板。這些水流入多孔板后會通過直接蒸發(fā)和凍成冰后升華兩種方式帶走大量熱量，幫嫦娥六號降溫。嫦娥六號能夠順利完成此次挖土任務，這個降溫神器功不可沒。

探月不停步，期待更多精彩

據(jù)悉，我國計劃于2030年讓航天員登陸月球，于2035年在月球南極建成月球科研站基本型。其中，載人登月計劃的初步方案為：采用兩枚運載火箭分別將月面著陸器和載人飛船送至地月轉(zhuǎn)移軌道，飛船和著陸器在環(huán)月軌道完成對接；而后，航天員從飛船進入月面著陸器并乘坐月面著陸器降落在月球表面；最后，航天員走出月面著陸器，在月球表面留下足跡。月球科研站的建設(shè)計劃是：在2045年之前建成功能完善、相當規(guī)模、穩(wěn)定運行的設(shè)備設(shè)施，開展月基綜合性科學研究和深度資源開發(fā)利用，為人類探索深空提供支持。

我國探月工程發(fā)展至今，可以說是一部“逆襲”奮斗史?；仡櫲祟愄皆職v史，早在1959年蘇聯(lián)就發(fā)射了月球1號探測器，而后美、蘇兩國在近20年時間內(nèi)開展了40次探月發(fā)射任務。我國直到2004年才正式立項探月一期工程。雖然起步晚，但我國在探月領(lǐng)域發(fā)展的速度很快。從嫦娥一號到鵲橋二號，我國的探月工程已經(jīng)八戰(zhàn)八捷。其中嫦娥四號在月背成功著陸，更是讓我國在探月領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了領(lǐng)跑。隨著我國探月工程后續(xù)計劃相繼開展，我國在探月領(lǐng)域一定會創(chuàng)造更多精彩，讓我們拭目以待吧。