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航天科普|快速了解嫦娥六号月背“挖宝”之旅

北京科协

2024-05-09 16:56 广东

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2024年5月3日,嫦娥六号探测器搭乘着长征五号运载火箭在中国文昌航天发射升空,并进入地月转移轨道,发射任务圆满成功!此时此刻,嫦娥六号正在摆脱地球引力直奔月球,这意味着38.4万公里远的月球将再次迎来中国的探测器,预计在5月7日左右,嫦娥六号在经过多次轨道修正后切入环月轨道。

接下来,我们将通过Q&A的形式,帮助大家进一步了解嫦娥六号,了解中国全球首次月背采样任务。

1问

嫦娥六号与嫦娥五号有什么不同?

嫦娥六号原本是嫦娥五号的备份,在嫦娥五号任务成功后被赋予了新的使命。

嫦娥六号高约7.2米,由轨道器、返回器、着陆器、上升器四部分组成,全重超过8吨,比它的“姐姐”嫦娥五号还要重100公斤。

  • 轨道器,作为“地月巴士”,负责将嫦娥六号安全送达月球并返回地球;
  • 着陆器则是月球背面的“探索者”,负责稳定着陆并进行样本采集;
  • 上升器则像是一个勇敢的“信使”,携带着月球背面的珍贵样本从那里起飞;
  • 返回器则是那位可靠的“快递员”,确保月壤能够安全返回地球。

除此之外,嫦娥六号任务着陆区为月球背面南极-艾特肯盆地,在任务实施过程中有鹊桥二号中继星的支持,并增加了国际合作内容。

2问

嫦娥六号任务为什么要用到鹊桥二号中继卫星?

由于月球被地球潮汐锁定了,月球始终有一面背对地球,着陆在月球背面的探测器受到月球自身的遮挡,无法直接实现与地球的测控通信和数据传输,地面指挥和实时通信面临巨大困难。这种只有一面朝向地球的情况,让月背通讯变得异常困难。月背信号是无法直接传送到地球的,只能通过中继卫星。

我国为月球背面的探索任务,先后发射了鹊桥一号和鹊桥二号两颗中继星,鹊桥二号正是为了接替鹊桥一号的工作,为探月工程四期提供通讯支持。鹊桥一号于2018年5月21日发射,现在已经正常运行6年,属于超期服役状态,所剩的燃料已经不多了,随时都有可能结束任务,况且,鹊桥一号还在继续执行嫦娥4号与玉兔2号的通讯任务。

3问

同样是“挖土”,嫦娥5号用23天,嫦娥6号为什么要用50多天?

一个在月球背面,一个在月球正面,那肯定时间是不一样的。嫦娥六号任务工程总体发射场工程技术组组长 胡震宇介绍说:

嫦娥六号任务主要经历了11个飞行阶段,分别是:发射入轨段、地月转移段、近月制动段、环月飞行段、着陆下降段、月面工作段、月面上升段、交会对接与样品转移段、环月等待段、月地转移段以及再入回收段。

期间,还涉及探测器的四个组成部分:上升器、着陆器、返回器和轨道器的多次分离组合。嫦娥六号可以说是环环相扣、步步关键。

在环月阶段,嫦娥六号将用 20天左右的时间调整好位置,为落月做准备。

当万事俱备,嫦娥六号就会开始落月,并在月面工作48小时完成月背样品采样。采样完成后就将开展月面上升、环月轨道交会对接等工作。这期间,嫦娥六号还将在环月轨道开展多项科学探测。

要想取回“宇宙快递”,嫦娥六号必须精准做好“去、下、上、回、入”五个动作。 总之,任务越艰巨,耗时越长!

4问

嫦娥六号为什么非要去月球背面呢?

嫦娥六号的登陆点准确地说是在:南极-艾特肯盆地的“阿波罗”盆地。南极的艾特肯盆地是月球的三大地体之一,比起月球正面,背面是月球最古老、最深的撞击坑盆地,可能隐藏着月球形成和演化的秘密,因此,被公认是最具重要科研价值的地方,嫦娥六号将在这里挖到月球上最古老的“土”。

▲月背南极-艾特肯盆地是一直径约2400公里的撞击坑,是月球上最古老和最大的撞击坑。图片来自央视新闻

另外,月球南极96%以上的地方有光照,可以保证能源供应;由于有光照,所以温度不会突变,基本保持在零下60℃左右。也有一些地方常年见不到阳光,科学家认为在月球南极那些深达数千米的环形山内部,可能有水冰。

由于这两个原因,这里或许会成为月球最佳栖息地;大部分国家的月球基地都计划在月球南极建立。我们国家当然也不例外。在建设之前,总要看看地质条件吧~所以嫦娥四号和嫦娥六号探测器都选择在月球南极登陆。

5问

未来中国的探月工程还有什么项目?

嫦娥七号 是中国对月球的地形地貌、物质成分、空间环境进行综合探测任务的探测器。嫦娥七号将于2026年前后发射,开展月球南极的环境与资源勘查。 嫦娥七号计划着陆于月球南极,开展飞跃探测,争取能找到水。

嫦娥八号 是由中国空间技术研究院研制实施无人取样返回航天器。未来,嫦娥八号除了继续进行科学探测试验以外,还要进行一些关键技术月面实验。嫦娥八号将在2028年前后实施发射,将重点开展月球科研站的月面指挥通讯中枢技术验证、远程机器人探测和资源原位利用。嫦娥七号、嫦娥八号与鹊桥二号将会组成月球南极科研站的基本型。

2023年时,中国载人航天工程办公室宣布:

“我国载人月球探测工程登月阶段任务已经启动实施,计划先期开展无人登月飞行,并在2030年前实现中国人首次登陆月球。”

从2004年,中国正式开展月球探测工程,到2024年的嫦娥六号,中国探月工程已走过20年辉煌历程。回顾一路走来的探月之旅,可谓精彩纷呈。

从嫦娥一号拍摄的全月球影像图,到嫦娥二号首次实现我国对小行星的飞跃探测,从嫦娥三号成功实现落月梦想,到嫦娥四号实现人类首次月球背面软着陆,再到嫦娥五号实现中国首次地外天体采样返回……中国的探月工程取得了一系列重要成果。

嫦娥六号的旅程将历时约53天,将从月球背面采集约 2千克 的土壤和岩石样本,并 在6月25日前后 将样本送返地球,将着陆于内蒙古四子王旗着陆场。

来源:航天科普大会

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