嫦娥六号完成采样,上升器从月背起飞进入预定环月轨道
来源:观察者网
2024-06-04 08:08
据微信公众号“中国的航天”消息,6月4日7时38分,嫦娥六号上升器携带月球样品自月球背面起飞,3000N发动机工作约6分钟后,成功将上升器送入预定环月轨道。
6月2日至3日,嫦娥六号顺利完成在月球背面南极-艾特肯盆地的智能快速采样,并按预定形式将珍贵的月球背面样品封装存放在上升器携带的贮存装置中。采样和封装过程中,科研人员在地面实验室,根据鹊桥二号中继星传回的探测器数据,对采样区的地理模型进行仿真并模拟采样,为采样决策和各环节操作提供重要支持。
智能采样是嫦娥六号任务的核心关键环节之一,探测器经受住了月背高温考验,通过钻具钻取和机械臂表取两种方式,分别采集了月球样品,实现了多点、多样化自动采样。
嫦娥六号着陆器配置的降落相机、全景相机、月壤结构探测仪、月球矿物光谱分析仪等多种有效载荷正常开机,按计划开展了科学探测,在月表形貌及矿物组分探测与研究、月球浅层结构探测等科学探测任务中发挥重要作用。探测器钻取采样前,月壤结构探测仪对采样区地下月壤结构进行了分析判断,为采样提供了数据参考。
嫦娥六号着陆器携带的欧空局月表负离子分析仪、法国月球氡气探测仪等国际载荷工作正常,开展了相应科学探测任务。其中,法国月球氡气探测仪在地月转移、环月阶段和月面工作段均进行了开机工作;欧空局月表负离子分析仪于月面工作段进行了开机工作。安装在着陆器顶部的意大利激光角反射器成为月球背面可用于距离测量的位置控制点。
表取完成后,嫦娥六号着陆器携带的五星红旗在月球背面成功展开。这是中国首次在月球背面独立动态展示国旗。该国旗由新型复合材料和特殊工艺制作而成。由于落月位置不同,嫦娥六号国旗展示系统在嫦娥五号任务基础上进行了适应性改进。
与地面起飞相比,嫦娥六号上升器没有固定的发射塔架系统,而是将着陆器作为“临时塔架”。与嫦娥五号月面起飞相比,嫦娥六号从月球背面起飞,无法直接得到地面测控支持,而需要在鹊桥二号中继星辅助下,借助自身携带的特殊敏感器实现自主定位、定姿,工程实施难度更大。嫦娥六号上升器点火起飞后,先后经历垂直上升、姿态调整和轨道射入三个阶段,顺利进入了预定环月飞行轨道。
后续,上升器将与在环月轨道上等待的轨道器和返回器组合体进行月球轨道的交会对接,并将月球样品转移到返回器中;轨道器和返回器组合体将环月飞行,等待合适的返回时机进行月地转移,在地球附近返回器将携带月球样品再入大气层,计划降落在内蒙古四子王旗着陆场。
另据“中国的航天”4日发布消息,6月3日,嫦娥六号携带的“移动相机”,自主移动并成功拍摄、回传着陆器和上升器合影。
5月3日,嫦娥六号探测器发射升空,开启奔月之旅,历经近月制动、着陆器与上升器组合体和轨道器与返回器组合体分离,于6月2日成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地预选着陆区。
嫦娥六号完美起飞如何实现?专家解读
据央视新闻客户端报道,今天7时38分,嫦娥六号上升器携带月球样品自月球背面起飞,3000N发动机工作约6分钟后,成功将上升器送入预定环月轨道。
总台央视崔霞:今日7时38分嫦娥六号上升器带着采集的月球样品,成功从月背起飞。刚刚在现场,我们也见证了这个点火起飞的全过程,可以说堪称完美。
从6月2日早上6点多,嫦娥六号着陆月背之后,还完成了月背采样、国旗展示等相关工作。月宫取宝结果怎么样,我们请北京航天飞行控制中心的专家荣志飞介绍一下。
总台央视崔霞:刚刚在现场,我和荣老师也是见证了嫦娥六号上升器在月面起飞的全程。短短6分钟时间很震撼。这个月面起飞难在哪?
北京航天飞行控制中心荣志飞:起飞过程比较顺利,6分钟的时间完成了入轨。那它难在哪呢?首先起飞入轨精度要求高,这样才能为后续和轨返组合体的交会对接创造良好的条件。
总台央视崔霞:我们面前有一个模型,可以给大家演示一下。嫦娥六号有四器组成,“轨道器+返回器”和“着陆器+上升器”。降落月背的是着上组合体,而轨返组合体就留在了月球轨道上。
北京航天飞行控制中心荣志飞:这个是月面起飞的上升器,着陆器就留在了月背上。这个月面起飞,就相当于在月球完成一次发射,不过它与地面发射不同的是,月面起飞不具备成熟的发射塔架系统。
和它一起着陆月背的着陆器,就充当了上升器的“临时发射塔架”。
此外,月面起飞参数是地面精准计算的,地面测控人员要根据着陆的位置和姿态、环月的轨道,为上升器计算出最佳的飞行方向和参数,保障上升器以这种方式起飞。这样才能以最省燃料的方式进入交会对接初始轨道,与一直在月球轨道运行的轨返组合体交会对接。
北京航天飞行控制中心荣志飞:由于月面起飞的时间点是零窗口,要求上升器必须按时起飞。
这是因为月球自转周期是一个月,一旦错过了,对接窗口就得再等一个月。
人家知道在火箭发射的时候会有一个导流槽将火箭的尾焰排出,但是上升器与着陆器之间预留的导流槽空间比较小,为此在着陆器上设计了导流槽,发动机点火后会处在一个高温环境下,需要上升器具有隔热设计。目前来看,月面起飞非常完美。
总台央视崔霞:我们知道在落月之后,嫦娥六号就开始了月背月球样品的采集工作,分为钻取和表取两种方式进行。这个工作完成得怎么样呢?
北京航天飞行控制中心荣志飞:为了提高采样效率,可以说是天上地上一起努力。表取采样更加智能了,同样,地面飞控系统也为此进行了智能规划,保障了天上地上同步进行,目前取得了很好的效果。
总台央视崔霞:从这个视频来看,看起来像一个中国的“中”字的造型。
完成采样任务之后,还进行了月面国旗的展示。
总台央视崔霞:我当时在现场也看到了月背五星红旗展开的照片。
北京航天飞行控制中心荣志飞:这次也是一个创新,国旗是通过着陆器上的国旗展示系统来进行展示,在月球背面有一个国旗展开的过程。
挖土、合影后,嫦娥六号如何回家?增强现实技术带你看
央视新闻客户端报道显示,嫦娥六号从月面起飞到返回地球,这期间还要经历哪些节点?一起通过增强现实技术了解一下。
嫦娥六号上升器从月球背面成功起飞,而在起飞之前,嫦娥六号还展开了国旗与月球合了一个影。
之后,嫦娥六号“着上组合体”进行分离,也就是上升器与着陆器的分离。着陆器留在月面,上升器带着月壤从月背起飞。
上升器起飞后经过大约6分钟的飞行,就来到了近月点约15公里、远月点约180公里的上升目标轨道。此后,再经过几次的轨道机动,进入高度约210公里的环月圆轨道。在这里,“轨返组合体”正等待着上升器。
由于上升器和“轨返组合体”的重量差距比较大,为了避免交会对接时两器碰撞,两个飞行器的交会对接采用了一种“握手”加“抱紧”的方式,而这一过程大约会在21秒左右完成:即1秒捕获、10秒校正、10秒锁紧。
完成交会对接后,上升器就要转交月壤样品了,借助转移机构,样品容器将通过一个200到300毫米的狭小通道,最终被抓取到返回器内。
在完成样品转移后,“上升器”完成使命,与“轨返组合体”分离。这之后,“轨返组合体”就在环月轨道飞行、等待月地转移的“窗口”时机。环月等待为14天左右,“轨返组合体”开始实施月地转移入射机动,进入月地转移轨道。此后,经过约5天、途中进行1至3次修正后,“轨返组合体”来到了距离地球约5000公里高度,这时,嫦娥六号的返回器和轨道器分离。
之后,返回器便独自进入再入返回阶段,本次返回,采用的是半弹道跳跃式再入大气层的方式。最终,嫦娥六号返回器将降落于内蒙古四子王旗着陆场,完成这场历时53天的地月往返之旅。