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中國航天的歷史性時(shí)刻:嫦娥六號“蟾宮挖寶”歸來(lái) 實(shí)現世界首次月背采樣返回

華夏經(jīng)緯網(wǎng) > 新聞 > 熱點(diǎn)聚焦      2024-06-26 14:45:54

2024年6月25日14時(shí)7分,嫦娥六號返回器攜帶來(lái)自月背的月球樣品安全著(zhù)陸在內蒙古四子王旗預定區域,探月工程嫦娥六號任務(wù)取得圓滿(mǎn)成功。(圖源:新華社)

2024年6月25日14時(shí)7分,嫦娥六號返回器攜帶來(lái)自月背的月球樣品安全著(zhù)陸在內蒙古四子王旗預定區域,探月工程嫦娥六號任務(wù)取得圓滿(mǎn)成功。(圖源:新華社)

【華夏經(jīng)緯網(wǎng)綜合媒體報道】6月25日14時(shí)7分,嫦娥六號返回器攜帶來(lái)自月背的月球樣品安全著(zhù)陸在內蒙古自治區四子王旗預定區域,這標志著(zhù)探月工程嫦娥六號任務(wù)取得圓滿(mǎn)成功。嫦娥六號任務(wù)自發(fā)射后歷經(jīng)53天、11個(gè)飛行階段,突破了月球逆行軌道設計與控制、月背智能快速采樣、月背起飛上升等關(guān)鍵技術(shù),首次獲取月背的月球樣品,這是我國建設航天強國、科技強國取得的又一標志性成果。

嫦娥六號回家之路怎么走?

25日13時(shí)20分許,北京航天飛行控制中心通過(guò)地面測控站向嫦娥六號軌道器和返回器組合體注入高精度導航參數。此后,軌道器與返回器在距南大西洋海平面高約5000公里處正常解鎖分離,軌道器按計劃完成軌道規避機動(dòng)。

13時(shí)41分許,嫦娥六號經(jīng)歷了回家路上驚心動(dòng)魄的時(shí)刻——返回器在距地面高度約120公里處,以接近第二宇宙速度(約11.2千米/秒)高速在大約大西洋上空第一次進(jìn)入地球大氣層,實(shí)施初次氣動(dòng)減速。下降至預定高度后,返回器在大約印度洋上空向上跳出大氣層,到達最高點(diǎn)后開(kāi)始滑行下降。之后,返回器再次進(jìn)入大氣層,實(shí)施二次氣動(dòng)減速。這一過(guò)程俗稱(chēng)“太空打水漂”,標準術(shù)語(yǔ)為“半彈道跳躍式返回”。

2024年6月25日14時(shí)7分,嫦娥六號返回器攜帶來(lái)自月背的月球樣品安全著(zhù)陸在內蒙古四子王旗預定區域,探月工程嫦娥六號任務(wù)取得圓滿(mǎn)成功。(圖源:新華社)

2024年6月25日14時(shí)7分,嫦娥六號返回器攜帶來(lái)自月背的月球樣品安全著(zhù)陸在內蒙古四子王旗預定區域,探月工程嫦娥六號任務(wù)取得圓滿(mǎn)成功。(圖源:新華社)

為何要“太空打水漂”式返回?中國航天科技集團五院科研人員介紹,嫦娥六號返回器從月球飛向地球速度非???,返回過(guò)程必須減速。這樣設計,目的是利用數千公里大氣層的阻力和與大氣摩擦產(chǎn)生的熱量快速消耗返回器的能量,使其再次穿出大氣層時(shí)速度已經(jīng)降到第一宇宙速度以下,不再具備環(huán)繞地球飛行的條件而第二次進(jìn)入大氣層。

據介紹,“太空打水漂”依靠全數字全系數自適應預測校正制導技術(shù)。為了驗證該項技術(shù),2014年,我國專(zhuān)門(mén)發(fā)射了月地高速再入返回飛行試驗器并取得了圓滿(mǎn)成功,這是該項技術(shù)的首秀。嫦娥五號任務(wù)是第二次采用該項技術(shù),嫦娥六號月背自主采樣返回任務(wù)的成功,再次驗證了該項技術(shù)的強適應性、高精準度和高穩定性。

除了減速,嫦娥六號順利回家還要克服高溫的影響。由于再入大氣層速度快,高溫燒灼不可避免,為保證返回器既防熱又抗燒蝕,嫦娥六號返回器充分借鑒了嫦娥五號返回任務(wù)的經(jīng)驗,根據不同部位耐燒灼和隔熱的具體需求與指標,制備了一件量身定制的“貼心防熱衣”,保障其安全順利返回地球。

在降至距地面約10公里高度時(shí),返回器打開(kāi)降落傘,以?xún)杉墱p速的方式,綻放兩次“紅白傘花”。其中,第一級降落傘是一朵只有2平方米的“小花”,即減速傘,它負責“踩一腳剎車(chē)”,對返回器進(jìn)行初級減速,之后分離拉出主傘。第二級降落傘是一朵約為50平方米的“大花”,即主傘,負責把返回器速度由數百公里每小時(shí)降低到不超過(guò)50公里每小時(shí),護佑返回器穩穩落于地面。

2024年6月25日在北京航天飛行控制中心屏幕上拍攝的嫦娥六號返回器即將著(zhù)陸的動(dòng)畫(huà)模擬畫(huà)面。(圖源:新華社)

2024年6月25日在北京航天飛行控制中心屏幕上拍攝的嫦娥六號返回器即將著(zhù)陸的動(dòng)畫(huà)模擬畫(huà)面。(圖源:新華社)

嫦娥六號如何實(shí)現月背“挖寶”?

嫦娥六號任務(wù)之前,人類(lèi)共對月球進(jìn)行了10次采樣,均位于月球的正面。為什么要去月球背面采樣?“一方面是人們對月背特別好奇,想了解不知道的東西;另一方面,嫦娥四號去了以后,其傳回的種種科學(xué)數據顯示,月球背面確實(shí)存在很多不同于月球正面的科學(xué)現象,特別需要獲取樣品,供科研人員進(jìn)一步研究?!敝袊皆鹿こ趟钠诳傇O計師、中國航天科技集團有限公司科技委副主任于登云院士一語(yǔ)中的。

此次嫦娥六號的著(zhù)陸區月球背面南極-艾特肯盆地,被公認為月球上最大、最古老、最深的盆地,直徑約2500公里,堪比昆侖山脈的長(cháng)度,深度約13公里,比馬里亞納海溝更深。從這里采集年代更久遠的月球樣品并加以研究,將幫助我們更好地認識這顆星球。

嫦娥四號就著(zhù)陸于該盆地的馮·卡門(mén)撞擊坑內。在嫦娥四號任務(wù)中,科研人員開(kāi)展了月球背面巡視區形貌和礦物組分研究、月基低頻射電天文觀(guān)測與研究等。如果把月球一剖為二,以月核為圓心,月球背面南半球嫦娥六號的落點(diǎn)與月球正面北半球嫦娥五號的落點(diǎn)將大致呈現出中心對稱(chēng)關(guān)系。

2024年6月4日在北京航天飛行控制中心屏幕上拍攝的嫦娥六號取樣回放畫(huà)面。(圖源:新華社)

2024年6月4日在北京航天飛行控制中心屏幕上拍攝的嫦娥六號取樣回放畫(huà)面。(圖源:新華社)

嫦娥六號如何實(shí)現月背“挖寶”?和嫦娥五號任務(wù)相同,嫦娥六號在月背取樣采用了表取和鉆取兩種方式。鉆取需要采集一定深度的月球次表層樣品,爭取讓采樣裝置采得更深,讓樣品種類(lèi)更為豐富。表取采樣則是在一片區域里進(jìn)行多次采樣,主要采樣目標是月球表面的風(fēng)化層樣品。

鉆取所用的采樣裝置共有三層結構,設計長(cháng)度為2.5米,最外層是外鉆桿,緊靠外鉆桿的是取芯管,取芯管的外面包裹著(zhù)一條取芯袋。當鉆頭向下鉆進(jìn)時(shí),取芯袋也會(huì )跟隨著(zhù)取芯管向下運動(dòng),而鉆取到的月壤巖芯則會(huì )被頂進(jìn)袋內,整個(gè)過(guò)程就像“穿襪子”。取樣后的取芯袋以纏繞的方式,存放在鉆取初級密封裝置上。

外鉆桿是鉆取采樣設備中的關(guān)鍵部件,為了保證鉆取有力度、設備不易變形,同時(shí)減輕自身重量,中國科學(xué)院金屬研究所科研團隊進(jìn)行了一系列探索,最終研制出高強韌鋁基復合材料擠壓棒材、鍛件和厚壁管材,實(shí)現材料性能和穩定性大幅提升,制作出的鉆桿耐磨性和強度可以與鋼材媲美,同時(shí)重量減輕了65%。

2024年5月3日17時(shí)27分,嫦娥六號探測器由長(cháng)征五號遙八運載火箭在中國文昌航天發(fā)射場(chǎng)發(fā)射,之后準確進(jìn)入地月轉移軌道,發(fā)射任務(wù)取得圓滿(mǎn)成功。(圖源:新華社)

2024年5月3日17時(shí)27分,嫦娥六號探測器由長(cháng)征五號遙八運載火箭在中國文昌航天發(fā)射場(chǎng)發(fā)射,之后準確進(jìn)入地月轉移軌道,發(fā)射任務(wù)取得圓滿(mǎn)成功。(圖源:新華社)

中國探月工程還有哪些任務(wù)?

從5月3日成功發(fā)射到6月2日精準著(zhù)陸在月球背面“挖寶”,再到6月25日順利著(zhù)陸“回家”,嫦娥六號在此次為期53天的月球探險期間創(chuàng )造了多個(gè)“首次”:人類(lèi)歷史上首次月球背面采樣和返回、首次在月球背面獨立動(dòng)態(tài)展示中國國旗、首次回傳著(zhù)陸器和上升器合影。

“中國成為第一個(gè)從月球背面采集樣本并帶回地球的國家,這是中國太空計劃的一個(gè)里程碑式成就”“這是一項真正的技術(shù)壯舉”“中國太空計劃向前邁出重要一步”……國際社會(huì )密切關(guān)注嫦娥六號的月背之旅,認為這是中國取得的一項偉大成就,標志著(zhù)中國一系列探月任務(wù)的又一次勝利,中國航天綜合實(shí)力不斷提升。

近年來(lái),中國在月球探索方面取得長(cháng)足進(jìn)步。2004年,中國正式開(kāi)展月球探測工程,并以神話(huà)中月亮女神的名字命名為“嫦娥工程”。我國對于月球探測的整體戰略部署可以歸納為“探、登、駐”?!疤健?,即探測,主要指獲取月球各類(lèi)相關(guān)信息?!暗恰?,即載人登月?!榜v”,即長(cháng)期駐留在月球,在月球擁有長(cháng)期科考基地,利用月球資源開(kāi)展各項科研工作。

前三期探月工程也可歸納成三個(gè)字,“繞、落、回”?!袄@”,即發(fā)射能夠長(cháng)期環(huán)繞月球對月球進(jìn)行遙感探測的衛星?!奥洹?,即落到月球表面完成一系列科考工作?!盎亍?,從月球上采樣返回。目前,前三期工作都已順利完成。

探月工程四期于2021年12月獲批實(shí)施,由嫦娥四號、嫦娥六號、嫦娥七號和嫦娥八號4次任務(wù)組成。嫦娥四號實(shí)現了世界首次月球背面軟著(zhù)陸巡視探測;嫦娥六號剛剛實(shí)現了人類(lèi)首次月球背面采樣返回任務(wù);后續,嫦娥七號和嫦娥八號將構建月球科研站基本型,開(kāi)展月球環(huán)境探測等任務(wù)。

今年是中國探月工程正式立項20周年。20年來(lái),從嫦娥一號拍攝全月球影像圖,到嫦娥四號實(shí)現人類(lèi)首次月球背面軟著(zhù)陸;從嫦娥五號帶著(zhù)月壤勝利歸來(lái),再到嫦娥六號成功實(shí)現月背“挖寶”……中國探月工程不斷刷新人類(lèi)月球探測的紀錄。隨著(zhù)探月四期工程的持續推進(jìn),中國的探月之路仍將繼續。


(資料來(lái)源:央視新聞、人民日報、我們的太空、中國航天報)


責任編輯:姚思寒
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