北京时间2024年6月2日06:23,在“鹊桥二号中继星的支持下,”嫦娥六号”着上组合体(着陆器和上升器组合体)成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地预选着陆区,完成任务至关重要的一步——月球背面软着陆。
在“嫦娥六号”任务着陆下降段,着上组合体先后经历了主减速段、快速调整段、接近段、悬停避障段、缓速下降段。6月2日06:09,“嫦娥六号”着上组合体开始实施动力下降,7500牛变推力主发动机开机。期间,组合体进行快速姿态调整,逐渐接近月表。此后通过视觉自主避障系统进行障碍自动检测,利用可见光相机根据月面明暗选择大致安全点,在安全点上方100米处悬停,利用激光三维扫描进行精确拍照以检测月面障碍,最终选定着陆点,开始缓速垂直下降,即将到达月面时发动机关闭,利用缓冲系统保障组合体以自由落体方式实现月面软着陆。
“嫦娥六号”任务全过程可分为11个阶段,先后为发射入轨段、地月转移段、近月制动段、环月飞行段、着陆下降段、月面工作段、月面上升段、交会对接与样品转移段、环月等待段、月地转移段和再入回收段。着上组合体成功落月后,任务转入第六个阶段——月面工作段。
在月面工作期间,全景相机会对着陆区进行成像,月球矿物光谱分析仪、月壤结构探测仪、法国氡气探测仪和欧空局月表负离子分析仪会开展科学探测。着上组合体落月后,意大利激光角反射器已完成部署。月表采样是“嫦娥六号”首要任务,着陆器钻取采样装置将钻入浅层月壤中,采集保持剖面层序的样品,表取采样装置将在月面多个位置铲取月壤或拾取月岩,钻取和表取的月球样品将被分别转移至位于上升器顶部的样品容器内,完成采样后样品容器将被密封。同时,任务会开展月球背面着陆区的现场调查分析、月壤结构分析等科学探测,深化月球成因和演化历史的研究。
之后,国旗展示装置将展开,上升器将进行起飞准备。整个月面工作过程将耗时2天。由于月球背面中继通信时长受限,表取采样时间从“嫦娥五号”的21小时缩短为14小时。
从成功实现月背软着陆开始,“嫦娥六号”任务进入了最宝贵的2天时间,这不仅指的是任务进入最关键的环节——采集月表样品,同时也是着陆器大部分载荷的主要工作时间。在完成采样工作后,上升器将以着陆器为平台发射进入环月轨道,其3000牛主发动机点火时会产生上千度高温,将损坏着陆器及其搭载的有效载荷,这就意味着整个着陆器寿命的终止。
在月面工作段之后,“嫦娥六号”任务将转入月面上升段。上升器将依靠3000牛主发动机点火加速至月球逃逸速度(约2.4千米/秒),经过约6分钟的飞行后进入近月点15千米、远月点180千米的上升目标轨道。此后,上升器经过4次轨道机动,进入高度210千米的圆形环月轨道。
此后,任务还将经历交会对接与样品转移段、环月等待段、月地转移段和再入回收段。预计在6月25日左右,轨返组合体将到达距地表约5000千米的高度,然后返回器与轨道器解锁分离,返回器进入高速再入返回跟踪测量链跟踪范围,轨道器则将进行规避机动。在距地表120千米高度时,返回器将以接近第二宇宙速度(第二宇宙速度11.2千米/秒)半弹道跳跃式再入大气,最后通过伞降辅助降落于内蒙古四子王旗着陆场,最终完成历时53天的月背采样返回之旅。
作者:木兰星舟