焦點(diǎn)訪(fǎng)談:月背“快遞” 成功“簽收”

2024-06-27 09:37:38 [來(lái)源:央視網(wǎng)] [責編:伍鏌]
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央視網(wǎng)消息(焦點(diǎn)訪(fǎng)談):6月25日14時(shí)7分,嫦娥六號返回器攜帶來(lái)自月背的月球樣品安全著(zhù)陸在內蒙古四子王旗預定區域。中共中央總書(shū)記、國家主席、中央軍委主席習近平發(fā)來(lái)賀電,代表黨中央、國務(wù)院和中央軍委,向探月工程嫦娥六號任務(wù)指揮部并參加任務(wù)的全體同志致以熱烈祝賀和誠摯問(wèn)候。習近平在賀電中指出,嫦娥六號在人類(lèi)歷史上首次實(shí)現月球背面采樣返回,是我國建設航天強國、科技強國取得的又一標志性成果。20年來(lái),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,走出一條高質(zhì)量、高效益的月球探測之路。接下來(lái)我們就來(lái)看一看嫦娥六號的這次探月之旅都經(jīng)歷了怎樣的挑戰。

2024年6月25日,內蒙古四子王旗航天著(zhù)陸場(chǎng)迎來(lái)了一位特殊的“客人”,經(jīng)過(guò)53天的太空漫游,嫦娥六號返回器順利著(zhù)陸。嫦娥六號給地球帶回了一份厚禮——一份來(lái)自月背的月球樣品,這也是人類(lèi)首次實(shí)現月背采樣及返回。

今天(6月26日)上午,嫦娥六號返回器已經(jīng)空運至北京,后續樣品儲存、分析和研究工作也將展開(kāi)。從5月3日發(fā)射升空到6月25日返回,嫦娥六號探測器成功完成任務(wù),再一次在月球上留下了中國的探月足跡。而在這53天里,在肉眼所見(jiàn)不到的月球背后,嫦娥六號經(jīng)歷了一次又一次的挑戰。在這諸多挑戰中,最引人關(guān)注的當數降落月球。

6月2日6時(shí)許,嫦娥六號探測器即將降落月背。此次任務(wù)的預選著(zhù)陸區——月球背面南極-艾特肯盆地,落差達10多公里,這就好比要把一臺小型卡車(chē)降落到崇山峻嶺中,不僅需要精確避障,還要有先進(jìn)的制導導航與控制系統來(lái)確保安全著(zhù)陸。

6時(shí)9分,嫦娥六號著(zhù)陸器和上升器組合體開(kāi)始實(shí)施動(dòng)力下降,隨后主發(fā)動(dòng)機開(kāi)機。其間,組合體進(jìn)行快速姿態(tài)調整和障礙自動(dòng)檢測,根據月面明暗選擇大致安全點(diǎn)。嫦娥六號在離降落點(diǎn)還有100米的高度進(jìn)行懸停,這懸停的3秒鐘對于落月格外關(guān)鍵。

中國航天科技集團關(guān)軼峰:“在懸停的時(shí)候成像和障礙識別,然后進(jìn)行規避,相當于分兩部分,先眼睛確認,看一眼什么地方比較平坦,記住那個(gè)地方,然后把那個(gè)地方傳到腦子里,知道那是平坦的再移過(guò)去,在平坦區域上方再往下降?!?

專(zhuān)家所說(shuō)的眼睛,就是指一臺三維成像敏感器。在落月之前,三維成像敏感器利用激光三維掃描進(jìn)行精確拍照以檢測月面障礙,最終選定著(zhù)陸點(diǎn)完成著(zhù)陸。在同濟大學(xué)的一個(gè)試驗場(chǎng)里,大大小小的木板通過(guò)不同的高度和角度,模擬從空中看到的地面起伏,用來(lái)驗證激光成像技術(shù)的準確性。

同濟大學(xué)測繪與地理信息學(xué)院院長(cháng)謝歡:“對于著(zhù)陸避障來(lái)說(shuō),主要在乎的是地面上是不是平坦。要避開(kāi)超過(guò)20厘米的坑和石頭,所以我們在場(chǎng)地里面仿真了不同的場(chǎng)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(huì )威脅安全著(zhù)陸的場(chǎng)景?!?

但是,地面的靜止實(shí)驗精度再高,也無(wú)法應對實(shí)際工作時(shí)探測器的晃動(dòng)。就像在顛簸的汽車(chē)上拍照成像效果很差??蒲袌F隊想到的應對措施就一個(gè)字:快。敏感器可以在0.25秒的時(shí)間內,對月球一定范圍的地形進(jìn)行精細的探測。而且在懸停短短3秒鐘的時(shí)間內,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(huì )。

嫦娥六號的自主避障能力,幫助它遠離了危險的區域,成功著(zhù)陸月背。著(zhù)陸成功,只是完成了這次月面工作任務(wù)的關(guān)鍵第一步,接下來(lái)還要進(jìn)行采樣任務(wù),這個(gè)挑戰更為艱巨。受限于月球背面中繼通信時(shí)間長(cháng),嫦娥六號采用快速智能采樣技術(shù),將月面采樣的有效工作時(shí)間縮短為不到20個(gè)小時(shí),通過(guò)鉆具鉆孔取樣和機械臂表面取樣兩種方式,分別采集月球樣品。

中國航天科技集團史偉:“落了月以后,首先相機要對整個(gè)采樣區進(jìn)行成像。采樣區大致的起伏程度也好,有沒(méi)有石頭也好,避開(kāi)風(fēng)險區域,所以我們首先要在內場(chǎng)把整個(gè)月面的環(huán)境真實(shí)地還原回來(lái)?!?

在被稱(chēng)為嫦娥六號的“預訓練場(chǎng)”,根據嫦娥六號拍攝傳回的著(zhù)陸區影像圖,在中國航天科技集團五院的地面實(shí)驗室里,科研人員迅速地還原了著(zhù)陸點(diǎn)周?chē)牡孛?。落月后,嫦娥六號并不是直接開(kāi)始取樣,而是要先通過(guò)在這里進(jìn)行試驗驗證,并把操作指令上傳到月球后,才開(kāi)始實(shí)際采樣。

鉆取過(guò)程持續了約3個(gè)小時(shí),獲取了月球背面不同深度的月球樣品。除了鉆孔取樣,還通過(guò)機械臂表面鏟取方式采集了月球樣品,實(shí)現多點(diǎn)的自動(dòng)采樣。為此,科研人員設計了十多個(gè)表面取樣采集點(diǎn)位。跟嫦娥五號相比,嫦娥六號在智能化和自主化方面有了很大的改進(jìn)。

中國航天科技集團馬如奇:“只要發(fā)一條指令,它就把整個(gè)任務(wù)都給連貫起來(lái)了,比如觸月、采樣,然后到放樣,整個(gè)過(guò)程中只需要一條指令把它全給連起來(lái)就全部執行了,這樣效率提高了?!?

讓航天人意想不到的是,表面取樣結束后,月面出現了一個(gè)“中”字。

中國航天科技集團賈曉宇:“最開(kāi)始選采樣點(diǎn)只是根據表面看到的圖形選出來(lái)的,我們會(huì )根據翻出來(lái)的樣品動(dòng)態(tài)調整采樣點(diǎn)的位置,‘中’字的斜收筆和‘中’字的頭部其實(shí)就是這樣產(chǎn)生的。本來(lái)我們可能除了‘中’字之外還會(huì )多鏟幾鏟,但是最后發(fā)現‘中’字的最后一筆形成以后,正好這個(gè)樣品容器也幾乎要滿(mǎn)了。各種意外催成了‘中’字的產(chǎn)生,可能注定中國要在月球上留下自己的印記?!?

月背留下的中國印記,也許只是個(gè)美麗的巧合,但這個(gè)印跡不僅記錄了嫦娥六號探測器的工作軌跡,也見(jiàn)證了中國人對于月球探索的堅定決心和不懈努力。在采樣工作完成后,嫦娥六號著(zhù)陸器攜帶的五星紅旗在月球背面成功展開(kāi)。

縱觀(guān)世界航天史,在嫦娥六號之前,人類(lèi)所有的月球采樣全部位于月球正面。因此,對于嫦娥六號第一次帶回來(lái)的月背樣品,全世界的科學(xué)家都在關(guān)注著(zhù)。

嫦娥六號上搭載了4個(gè)國際載荷,分別來(lái)自歐空局、法國、意大利和巴基斯坦,其中意大利國家核物理研究所研制的,用于測距和定位的激光角反射器是一種能夠進(jìn)行精度為毫米級別的測距和定位的儀器。在實(shí)驗室里,研究員的主要工作之一就是通過(guò)真空艙室來(lái)模擬太空環(huán)境,不斷對激光角反射器的精度進(jìn)行測試。負責人表示,中國在空間探索領(lǐng)域的開(kāi)放合作令人印象深刻。

而在中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所,實(shí)驗室早已準備就緒,等待著(zhù)嫦娥六號的返回。2021年,這個(gè)科研團隊通過(guò)對嫦娥五號月球樣品的研究,揭示了20億年前月球仍存在巖漿活動(dòng),刷新了人類(lèi)對月球巖漿活動(dòng)和演化歷史的認知??茖W(xué)家們希望嫦娥六號的樣品研究能帶來(lái)更多新的發(fā)現。

中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理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(gè)內太陽(yáng)系最大的撞擊坑。這次撞擊對月球后期的演化歷史意義深遠,我們自然就會(huì )問(wèn)是什么時(shí)候撞的?這次我們到這個(gè)地方去采樣,很有可能采到跟這次撞擊有關(guān)系的一些記錄,我們把它的年齡測出來(lái)。第二月球的正面和背面不一樣,到底怎么不一樣需要樣品來(lái)分析?!?

科研團隊拿到月壤后的第一步是樣本制備,挑選工作要在顯微鏡下進(jìn)行,手部任何一點(diǎn)多余的抖動(dòng)都會(huì )導致顆粒無(wú)法被有效挑選,后續研究也就無(wú)從談起。

專(zhuān)家表示,嫦娥六號采集到的珍貴月球樣品,將為人類(lèi)提供更多關(guān)于月球的寶貴數據和信息,有望深化人類(lèi)對月球成因和演化歷史的研究。

中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員吳福元:“以前我們認為月球30億年前就死了,結果嫦娥五號的樣品發(fā)現,20億年前還有巖漿活動(dòng),后面還有沒(méi)有,我們現在也不敢肯定說(shuō)一定就沒(méi)有了,所以說(shuō)人類(lèi)對月球的了解非常有限。嫦娥工程已經(jīng)20年了,這么多年才返回來(lái)一點(diǎn)樣品,我們一定要把航天上的優(yōu)勢變成科學(xué)上的優(yōu)勢,集中力量來(lái)做科學(xué)上的產(chǎn)出和突破?!?

從5月3日發(fā)射升空,迢迢38萬(wàn)公里奔赴月球,到準確實(shí)施近月制動(dòng)。從成功著(zhù)陸月背、月面智能采樣,到從月面上升,在軌交會(huì )對接、樣品轉移,到今天返回地球家園,圓滿(mǎn)完成使命,嫦娥六號探月之旅歷經(jīng)53天,每一步都包含了無(wú)數科研工作者的努力?;厥蘸蟮逆隙鹆柗祷仄髟谕瓿杀匾牡孛嫣幚砉ぷ骱?,將空運至北京開(kāi)艙,取出樣品容器以及搭載物。國家航天局將擇機舉行交接儀式,正式向地面應用系統移交月球樣品,后續開(kāi)展樣品儲存、分析和研究相關(guān)工作。我們期待著(zhù)科學(xué)家們的好消息,也相信嫦娥六號的工作會(huì )幫助我們解開(kāi)更多關(guān)于月球、關(guān)于太陽(yáng)系的奧秘。

(一審:龍曉龍 二審:蔣俊 三審:石偉)