嫦娥六號模擬畫面。中國航天科技集團五院供圖

嫦娥六號著陸器和上升器組合體著陸月背的模擬動畫畫面。國家航天局供圖

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6月2日6時23分，經歷約15分鐘的降落飛行后，嫦娥六號著陸器和上升器組合體成功軟著陸於月球背面的南極—艾特肯盆地區域預定地點，跨過充滿挑戰的“落月”難關，向“人類首次月球背面自動採樣返回”目標邁進了關鍵一步。

高質量通信保障穩穩落月

嫦娥六號探測器由軌道器、返回器、著陸器、上升器組成。落月前，探測器首先要進行組合體分離。由軌道器和返回器組成的軌返組合體繼續在月球軌道上飛行，著陸器和上升器組成的著上組合體分離后著陸月球，開展后續採樣任務。

6月2日6時9分，北京航天飛行控制中心精准控制，在月球上方約18公裡的軌道高度上，著陸器7500牛變推力主發動機啟動，著上組合體開始變軌下降。

北京航天飛行控制中心程艷合介紹，經歷了主動減速、快速調整、接近、懸停、避障、緩速下降等過程，嫦娥六號著上組合體最終平穩著陸於月球背面南極—艾特肯盆地。

自5月3日發射入軌以來，嫦娥六號探測器已經在軌飛行約30天，在經過地月轉移、近月制動、四器組合體分離、環月降軌等一系列關鍵動作后，完成了這“精彩一落”。

“嫦娥六號不僅要實現月背軟著陸，更將按計劃採集月球背面的月壤，工程創新多、風險高、難度大，穩穩落月的背后，凝結著眾多科研人員的智慧和積澱。”嫦娥六號任務新聞發言人、國家航天局探月與航天工程中心副主任葛平說。

降落月背，首先要選好址。相比嫦娥五號著陸的月球正面，月球背面地形更為崎嶇，預選著陸區南極—艾特肯盆地整體地勢較低且撞擊坑分布更多，光照和測控更易受到地形遮擋影響，這給選址帶來更大挑戰。

中國航天科技集團五院嫦娥六號探測器研制人員介紹，為盡可能找到理想著陸地址，研制團隊借鑒以往型號選址的經驗，建立了一套適用於月背著陸的選址方法。比如，科研人員借助嫦娥二號探測器影像制成的全月7米分辨率數字正射影像及20米分辨率的數字高程模型產品，為嫦娥六號尋找坡度較小的平坦區域。

確認著陸區后，科研人員又對著陸區的地形地貌、地質條件等進行了多輪復核與研究工作，進一步降低著陸風險，保証選址區域分析完備、選址約束考慮全面、選址結果可信可用。

由於嫦娥六號的落點在月背，落月過程在地球上不可見。雖然嫦娥六號具有“自主落月”的能力，但實時掌握各項數據、隨時發出控制指令才能讓“地球家人”及時掌握任務的實施過程。保障穩穩落月，高質量通信非常關鍵。

今年3月，鵲橋二號中繼星提前到達月球軌道，確保嫦娥六號在月背不會“失聯”，為地月之間架起“溝通的橋梁”。

一系列創新讓地球與月背之間大量的數據通信成為可能，讓不可見的月背降落“盡在掌握”。中國航天科技集團五院嫦娥六號探測器研制人員介紹，比如，得益於研制團隊為其巧妙設計了環月大橢圓凍結軌道作為使命軌道，鵲橋二號中繼星遠月點距離月面的最遠距離約為1.6萬公裡，不僅提高了鵲橋二號的通信速率和通信覆蓋能力，還可以節省衛星燃料，在軌道上長期駐留。

接力避障選好落點

選址正確，還得落得准確。實現這一目標，中國航天科技集團五院502所研制的制導導航與控制系統發揮了重要作用。

嫦娥六號著上組合體落月過程中，制導導航與控制系統就是“駕駛員”，需要在落月過程中完成“飛行軌跡控制”“安全著陸點選擇”“精准控制”3項關鍵任務。

嫦娥六號著陸月背，障礙識別與落點選擇，兩次避障很關鍵。

專家介紹，在制導導航與控制系統智能自主的操控下，落月過程中，著上組合體會邊降落邊快速調整姿態，對預定著陸區域進行拍照分析，剔除大型障礙物，進而選擇著陸區域。然后，系統控制組合體飛向選定區域。這是第一次避障，即“粗避障”。

在距離月面更近的預定高度時，著上組合體開始實施關鍵的短暫懸停，並再次對月面進行拍照，精確避開障礙，選定最終落點。這是第二次避障，即“精避障”。之后，開始避障下降和緩速垂直下降。

“粗精接力避障”是中國特有的技術，整個落月過程不需要人工干預。嫦娥六號穩穩落月，進一步推動了該項技術走向成熟。

嫦娥六號落月的過程也是為后續上升器月面起飛選擇“發射場”的過程，落月為后續任務實施打下了堅實的基礎。

此外，為適應月背降落，嫦娥六號制導導航與控制系統針對新的軌道以及鵲橋二號中繼星通信部分進行了適應性調整。由於嫦娥六號相比嫦娥五號要消耗更多的推進劑，研制人員對系統進行了針對性調整、優化和升級，確保了落月精度又兼顧了資源使用的經濟性。

“泊車雷達”實現精准測距

著陸月背不能沒有距離和速度信息的支持，否則嫦娥六號著陸器便會如同“盲人騎瞎馬”。針對這一痛點，中國航天科技集團五院西安分院研制的微波測距測速敏感器，成為嫦娥六號著陸器的“泊車雷達”。

科研人員介紹，“泊車雷達”在著陸器接近月球表面時開始工作，會細致測量各項數據並進行精確信息傳遞，以便使著陸器判斷著陸點和降落速度，確保嫦娥六號控制身姿順利“泊車”，為安全精准著陸提供可靠保障。

落月的關鍵在於平穩。嫦娥六號著上組合體在落月時，撞擊月面會形成較大的沖擊載荷，必須設計相應的著陸緩沖機構，保証探測器不翻倒、不陷落。

為經受住“最后一落”的沖擊，中國航天科技集團五院529廠為嫦娥六號定制了4條輕質、高強的“腿”，即著陸緩沖機構。

專家介紹，嫦娥六號每條著陸腿都由一個主腿、兩個副腿和一個足墊組成，各有分工，各司其職。在著陸前，採用了新型高強合金材料並作了特殊材料填充的主副腿協同工作，可在著陸時安全地支撐住探測器的身體，將各種沖擊力傳遞、吸收。

除了著陸緩沖機構，嫦娥六號著陸器還搭配了4個被稱為“足墊”的圓形“大腳掌”。其盆狀結構以及設計巧妙的“足弓”，可以起到更好的緩沖作用，防止探測器在著陸月背時摔倒，提升嫦娥六號落月時的舒適“腳感”。

在著陸器的動力下降階段，中國航天科技集團五院510所研制的著陸緩沖機構信號裝置也派上了用場。研制人員介紹，當著陸器到達月球表面預定高度時，該設備就會被觸發並產生信號，著陸器明確自身的展開狀態，准備在月面著陸。落月信號裝置會在著陸“足墊”接觸月面時，受月面反作用力觸發開關，關閉反推發動機，從而保証探測器安全平穩落下。

落月后，嫦娥六號傳回了著陸影像，並正式開始持續約2天的月背採樣工作。完成月面工作后，嫦娥六號將踏上回家的旅程。葛平介紹，經過上升器月面起飛上升、軌返組合體與上升器完成交會對接等環節后，嫦娥六號將著陸於內蒙古自治區四子王旗預定著陸區，完成這場歷時50多天的地月往返之旅。

《 人民日報 》（ 2024年06月03日 11 版）

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