进入倒计时!嫦娥六号将进入新轨道!准备着陆采样,此刻全球瞩目

奇点使 2024-05-23 08:43:12

5月8日10时12分,嫦娥六号踩下了一脚“刹车”,成功实施近月制动,随后进入环月轨道飞行。

嫦娥六号到月球“出差”要用53天,按照计划,光是着陆前的绕月飞行,就需要20多天,这段时间,嫦娥六号都在忙什么呢?

此次嫦娥六号的任务,最关键的就是在月背采样,但这一行动很可能是中国探索太空的又一个起点,中国更大的目标是什么呢?

“老司机”的渐进式刹车

会开车的朋友都知道,一般情况下,是不会一脚刹车踩到死的,轻点刹车,慢慢降速才是最安全的,嫦娥六号也一样,要想稳妥的在月球背面着陆,需要进行多次近月制动。

5月3日成功发射之后,嫦娥六号经过5天披星戴月的飞行,就已经抵达了月球轨道,此时进行了第一次近月制动,开始围绕200km×8600km的轨道运行,这就是12小时环月椭圆轨道。

5月9日,嫦娥六号进行第二次近月制动,进入200km×2200km轨道,绕月一圈的时间缩短到4个小时。

大概会在5月 20日之后,嫦娥六号将进行第三次近月制动,轨道变为200km×200km的圆形,绕月周期为两小时,着陆上升组合体与轨道返回组合体也会在这里分离。

到了这一步,已经是万事俱备只欠东风,就要瞅准机会在预定的月球区域着陆了,整个着陆过程可以分为主减速段、快速调整段、接近段、悬停避障段、缓速下降段几个阶段,整个过程大概需要15分钟。

这一系列的操作,必须要“眼疾手快”,届时还需根据月球表面的实际情况进行调整,由于着陆点位于月背,所有的指令与通信需要由鹊桥二号中继卫星来中转,所以着陆难度要比在月球正面大得多。

同时,嫦娥六号采用的是月球逆行轨道,也就是说,它的飞行方向与月球自转方向相反,这样可以使嫦娥六号与月球之间的相对速度更快,使其在绕月轨道上更加稳定,避免太阳翼、敏感器等部件的位置发生偏移。

之所以要绕月飞行20多天,是为了等待最佳的落月时机,月背远没有正面那样平坦,特别是此次选择的着陆点,位于月背的艾特肯盆地,地形复杂,要想精准着陆,就必须使用技术手段不断调整。

一旦嫦娥六号进入200km×200km轨道,就意味着在月背着陆不远了,那么着陆之后,嫦娥六号都有什么任务呢?

48小时完成月背样本采集

嫦娥六号在月背着陆后,按照计划,只有48个小时的驻留时间,这是因为地球与月背的通信,要通过鹊桥二号中继卫星进行,中继卫星在绕月飞行的过程中存在“视觉盲区”,嫦娥六号必须在中继卫星的可视弧段内抓紧时间工作,这才是最稳妥的。

否则,一旦嫦娥六号与中继卫星失联,谁也无法保证这段时间内不出任何意外,指望再次联系上,风险就太大了。

同时,由于通信传输也有延迟,所以在嫦娥六号着陆之后,实际的工作时间可能只有36到40个小时左右,这样的时间安排,都是最安全、最有保障的措施。

所以这就要求,嫦娥六号在着陆之后,地面人员一定要争分夺秒,用最有效的工作指令,进行高效精准的操作,这是我国航天事业一次宝贵的实践经验。

选择在月背的艾特肯盆地着陆,是因为这里足够原始,在整个太阳系中,这也是人类已探测到的最大的撞击坑,极有可能保存着月球最古老的地质结构,月球形成初期的岩石,或许也在静静等待嫦娥六号的到来。

对该地区的探索,可以帮助人类全面了解月球的前世今生,掌握月壤的特性,分析其物质组成,深化对月球产生以及演化的研究。

所以说,探索月球背面具有很高的科学研究价值,绝非美国所说的那样,月球背面没有光,研究月背没有意义。

针对月背复杂的地形结构,嫦娥六号在着陆后,首先会利用探测仪器先对周围的情况进行勘探,根据着陆点的实际状况,再决定下一步的行动。

此时,嫦娥六号还要释放出携带的各种载荷,进行预定的科研探索,除了我国的载荷,还包括法国、欧空局和意大利的,而巴基斯坦的“立方星”,在第一次近月制动之后就已经释放到绕月轨道上了。

同时,我国的相关载荷也会在月球上进行一系列勘探考察,基本会对着陆点及附近区域进行一次比较彻底的地质环境科考,取得第一手资料。

对于采集月背样本,嫦娥六号采用了“钻取”和“表取”两种采样方式,对于月表浅层的土壤、岩石,利用类似手掌的“铲子”采集,说是“挖土”也挺形象,对于较深的月壤岩芯,则采用钻探取样,深入月球地下采集。

当这一切都完成之后,上升器将带上月背样本,从月球上升空,到达高度为210公里的环月轨道,与轨道返回组合体进行对接,然后再经过绕月飞行之后,踏上回程,预计6月下旬,嫦娥六号就将带着月背样本归来。

嫦娥六号从月背采集样本,不单是对月球进行了更加深入的研究,更重要的是,这为从外星球采集样本提供了“中国”的解决方案,嫦娥六号一旦最终被验证成功,意味着中国的下一个太空计划将很快到来。

中国更大的目标

4月24日,2024年中国航天大会主论坛上,公布了我国深空探测重点任务以及国际月球科研站的有关情况。

对于深空探测,我国的天问一号火星探测器,已于2021年成功发射,“祝融号”火星车圆满完成了任务,这也是我国太空探索迈向行星际的标志。

2025年前后,我国将发射天问二号,但这次的目标不是火星,而是距地球4000万公里外的一颗小行星,将对其进行探测,并着陆取样返回。

到了2030年前后,我国将发射天问三号前往火星,执行火星采样返回任务,我国有望成为第一个采集火星样本并返回地球的国家。

同时,天问四号也已有了规划,计划对木星及其卫星进行环绕探测,并最终飞向天王星。

由此可见,月球探测远远不是我国太空探索的终结,相反,无论月球采样还是即将进行的载人登月,都是我国太空探索的起点,迈向深空才是属于中国的星辰大海。

可能很多人都知道,美国对火星的探测不比中国晚,2021年,美国的毅力号和中国的祝融号火星车先后抵达火星,毅力号肩负着从火星采样的任务,并且该任务已经完成,但却迟迟没有将火星样本送回地球,这是为什么呢?

美国的火星取样计划分为三步,首先是毅力号抵达火星并采样,这一步已经完成。

第二步,美国将发射轨道返回组合体,进入火星轨道后,等待来自毅力号的样本。

第三步,发射着陆上升组合体,它将登陆火星,并于毅力号汇合,接过火星样本,然后在火星上重新起飞,与轨道返回组合体对接,将样本交给后者带回地球。

如果按照美国的计划稳步实施,美国肯定会比中国更早的带回火星样本,但是,美国没钱了,这一计划也就搁浅了下来,毅力号只能在火星上“独自等待”。

如今,看到中国的火星取样计划正在有条不紊的推进,美国又想重新启动自己的计划,这次他们找到了欧空局,然而欧空局自己的火星探测器ExoMars迟迟都没有动静,现在要去帮助美国实现火星取样,实在是有点悬。

按照美国的设想,计划在2026年发射火星轨道返回组合体以及着陆上升组合体,2028年就可以从火星返回地球,2031年抵达地球,随后又推迟到了2033年,目前看来,这个时间很可能还会滞后。

而我国的火星取样计划,则是在2028年几乎同时发射“轨道返回组合体”和“着陆上升器”,着陆上升器于2029年着陆,采集完样本后直接起飞,将样本交给“轨道返回组合体”,然后就踏上回程,预计2031年7月到达地球。

届时,我国的外星取样返回技术无疑会更加成熟,火星取样返回自然更有成功的保障,也正是基于这样的对比,我国才更有希望成为世界上第一个从火星取样的国家。

此次月背采样,包括天问二号对小行星进行采样返回,可以看作是火星采样返回的预演,每次成功,都在为今后的行动打下基础,中国的太空探索从一开始就有明确的计划步骤,数代人前赴后继,数十年如一日坚定前行,才能够取得真正的成绩。

参考资料:

中国青年报:《“刹车”成功!嫦娥六号实现绕月飞行》

央视新闻:《太空“出差”53天 嫦娥六号都要干些啥?》

湖北日报:《中国航天日丨中国有望第一个从火星采样返回》

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奇点使

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