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嫦娥六號(hào)“挖土”歸來!月球背面到底有誰在啊?

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6月25日14時(shí)07分,嫦娥六號(hào)返回器攜帶人類首份月球背面樣品,精準(zhǔn)著陸在內(nèi)蒙古四子王旗,任務(wù)取得圓滿成功。

嫦娥六號(hào)這次任務(wù)歷經(jīng)了11個(gè)階段,就像一場精心策劃的宇宙大冒險(xiǎn)。

經(jīng)初步測算,嫦娥六號(hào)任務(wù)采集月球背面樣品1935.3克。在樣品安全運(yùn)輸至中國科學(xué)院國家天文臺(tái)月球樣品實(shí)驗(yàn)室后,地面應(yīng)用系統(tǒng)的科研人員將按計(jì)劃開展月球樣品的存儲(chǔ)、制備和處理,啟動(dòng)科研工作。

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嫦娥六號(hào)任務(wù)的11個(gè)階段

嫦娥六號(hào)任務(wù)是中國航天史上迄今為止技術(shù)水平最高的月球探測任務(wù),實(shí)現(xiàn)了“三大技術(shù)突破”“一項(xiàng)世界第一”,即突破了月球逆行軌道設(shè)計(jì)與控制技術(shù)、月背智能采樣技術(shù)、月背起飛上升技術(shù),實(shí)現(xiàn)了世界首次月球背面自動(dòng)采樣返回,再次創(chuàng)造了中國航天的世界紀(jì)錄。

月球背面有什么?

月球探測是人類走出地球搖籃,邁向浩瀚宇宙的第一步。大家知道嗎?月球正面和背面的土壤,在地質(zhì)構(gòu)造、物質(zhì)成分等方面存在顯著差異!迄今為止,人類已進(jìn)行10次月球采樣返回,但這些采樣均位于月球正面。

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由于長期受到地球引力的影響,月球正面地質(zhì)活動(dòng)相對活躍,形成了眾多的撞擊坑和山脈。而月球背面則因受到地球引力的影響較小,地質(zhì)活動(dòng)相對較弱,保存了大量古老的地質(zhì)信息。

月壤一抔,星河萬年

選擇在月球背面南極-艾特肯盆地著陸,正是看中了這一地區(qū)豐富的科學(xué)價(jià)值。南極-艾特肯盆地是現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)的月球上最大、最深、最古老的盆地,研究這里的地質(zhì)構(gòu)成、物質(zhì)組成、演化歷史,有助于了解月球甚至地球早期的地質(zhì)演化歷史。

通過對這一地區(qū)月球樣品的研究,科學(xué)家們有望揭開月球乃至太陽系早期演化的神秘面紗。

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嫦娥六號(hào)任務(wù)總設(shè)計(jì)師胡浩透露的消息來看:嫦娥六號(hào)采樣過程中感覺月球背面和正面的月壤不太一樣,正面的月壤比較細(xì)膩,月背的月壤比較粘稠和結(jié)塊。這個(gè)細(xì)節(jié)也再次證明了嫦娥六號(hào)月球樣品的差異化,也說明了其價(jià)值較高。

怎么在月球背面“挖土”?

想要飛到月背,嫦娥六號(hào)首先要進(jìn)入近地點(diǎn)200公里、遠(yuǎn)地點(diǎn)約38萬公里的地月轉(zhuǎn)移軌道。在月球背面挖土面臨著通信、地形和著陸、測控、環(huán)境和技術(shù)等多方面的困難。

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通信困難

由于月球自轉(zhuǎn)周期與公轉(zhuǎn)周期時(shí)長相同,月球總是以相同的一面朝向地球。受到月球本身的遮擋,月球背面不能與地面測控站直接通信,因此需要通過鵲橋二號(hào)中繼星提供中繼通信支持。

地形崎嶇

月球背面地貌以高地為主,遍布撞擊坑,地形較為崎嶇,無大面積平坦區(qū)域和地形,可能對著陸區(qū)內(nèi)探測器造成光照、測控遮擋等難題。

環(huán)境惡劣

月球背面的環(huán)境極為惡劣,溫度極低且輻射強(qiáng)烈,對探測器的性能和穩(wěn)定性提出了極高的要求。

6月2日至3日,嫦娥六號(hào)順利完成在月球背面南極-艾特肯盆地的智能快速采樣,并將珍貴的月球背面樣品封裝存放在上升器攜帶的貯存裝置中,完成了這份宇宙快遞的“打包裝箱”。

嫦娥六號(hào)采用快速智能采樣技術(shù),將月面采樣的有效工作時(shí)間縮短至不到20個(gè)小時(shí);同時(shí),探測器經(jīng)受住了月背溫差考驗(yàn),克服了測控、光照、電源等難題,通過鉆具鉆取和機(jī)械臂表取兩種方式,分別采集了月球樣品。

圖片

鉆取采樣

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表取采樣

嫦娥六號(hào)著陸器配置的降落相機(jī)、全景相機(jī)、月壤結(jié)構(gòu)探測儀、月球礦物光譜分析儀等多種有效載荷正常開機(jī),服務(wù)月表形貌及礦物組分探測與研究、月球淺層結(jié)構(gòu)探測、采樣區(qū)地下月壤結(jié)構(gòu)分析等探測任務(wù)。

嫦娥六號(hào)在月球背面的全身照,出自一個(gè)隨嫦娥六號(hào)登月的拍照機(jī)器人。

嫦娥六號(hào)完成月背采樣后,這臺(tái)小機(jī)器人自主分離到月球表面,自主移動(dòng)到合適的拍攝位置、自主選擇拍攝角度和自主構(gòu)圖并進(jìn)行成像位置的智能優(yōu)化,最終拍攝了這幅著陸器上升器組合體在月球背面的第三視角真實(shí)圖像。

地面可以通過Wi-Fi告訴它指令,但是如果沒有需要的時(shí)候它完全可以自主,就是一個(gè)很獨(dú)立的“小孩”。

“挖”完怎么回家?

嫦娥六號(hào)高約7.2米,由軌道器、返回器、著陸器、上升器四部分組成,全重超過8噸,比嫦娥五號(hào)還要重100公斤。

在再入返回任務(wù)中,嫦娥六號(hào)采用的是“高速半彈道跳躍式再入返回技術(shù)方案”,也就是俗稱的“太空打水漂”。

在嫦娥六號(hào)順利完成在月球背面的取樣工作后,上升器與著陸器分離、起飛,進(jìn)入近月點(diǎn)15 km、遠(yuǎn)月點(diǎn)180 km的上升目標(biāo)軌道。上升器經(jīng)過次軌道機(jī)動(dòng),進(jìn)入高度為210 km的環(huán)月圓軌道。當(dāng)上升器位于軌反組合體前方約50 km、上方約10km時(shí),軌反組合體開始主動(dòng)逼近,抓捕上升器。

完成交會(huì)對接后,上升器就要轉(zhuǎn)交月壤樣品至返回器內(nèi)部。當(dāng)飛行至地球約5000 km高度時(shí),返回器與軌道器解鎖分離,進(jìn)入高速載入返回跟蹤測量鏈跟蹤范圍,軌道器進(jìn)行規(guī)避機(jī)動(dòng)。

在120 km高度,返回器已接近第二宇宙速度,反彈道跳躍式載入大氣,降落于內(nèi)蒙古四子王旗著陸場,完成這趟歷時(shí)53天的地月往返之旅。這一過程就像我們小時(shí)候在河邊打水漂一樣,因此得名“打水漂”。

這種獨(dú)特的運(yùn)動(dòng)軌跡大大減小了航天器在返回過程中承受的過載,從而有效保障了儀器和人員的安全。

嫦娥六號(hào)的成功著陸和采樣返回,不僅標(biāo)志著中國探月工程取得了新的里程碑式成果,也為人類探索月球和深空領(lǐng)域提供了新的視角和思路。讓我們共同期待嫦娥六號(hào)以及后續(xù)探月任務(wù)帶給我們更多的驚喜和發(fā)現(xiàn)!

END

評論
演繹無限精彩
大學(xué)士級
嫦娥六號(hào)"挖土"歸來,標(biāo)志著東方大國探月工程取得重大突破,為人類的月球探索事業(yè)注入了新的動(dòng)力和活力,更將開啟人類探索宇宙的新篇章!
2024-07-03
科普科普知識(shí)的搖籃!
大學(xué)士級
中國嫦娥六號(hào)月球探測器的任務(wù)過程和成就,特別是其在月球背面成功采集樣品并返回地球的壯舉。它的任務(wù)是中國航天史上的重要里程碑,它不僅實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)技術(shù)突破,還為人類探索月球提供了寶貴的數(shù)據(jù)和樣本。為中國探月工程增添了光彩,也為全球月球科學(xué)研究和深空探測提供了新的機(jī)遇。通過分析嫦娥六號(hào)帶回的月球背面樣品,科學(xué)家們有望揭示更多關(guān)于月球乃至太陽系早期演化的秘密。
2024-07-03
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2024-07-03