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嫦娥六号首次月背“挖宝”

来源: 中国品牌网 郭晴 发布时间: 2024-07-10 18:15:18 责编:郭晴

摘要

6月25日,嫦娥六号返回器顺利降落在中国内蒙古四子王旗着陆场,成功带回世界首份“月背土特产”。

“大家好,我是嫦娥六号,现在我正在月球挖土。”

6月3日下午,一条IP地址为月球的微博一经发布便火了,网友涌进评论区和“嫦娥六号月球探测器”互动,提醒它和月球合影,“下次记得改成‘来自月球背面’”,还有人请“嫦娥六号”给月球车玉兔带个话:“麻烦告诉@月球车玉兔 ,我们想念那只小兔子了!”

这是当天嫦娥六号成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地预选着陆区之后发布的信息。此次嫦娥六号“太空出差”备受瞩目,这也是人类首次开展月球背面取样返回之旅。去月球背面取样有什么意义?又是如何进行取样的?这趟“旅途”有哪些有意思的事?接下来带你一探究竟。

嫦娥六号着陆器降落相机拍摄影像图

全球首次

月球背面就是月球背对地球的那一面。由于月球公转和自转时间同步,这就导致月球的一个面永远无法面向地球。自古以来,人类对月球背面一直充满好奇。而月球背面和正面地形地貌差异很大,形成过程中有自身的特殊性,地质、火山活动、行星演化等方面的研究需要更多样品的支持。

此次嫦娥六号的落月地点——月球背面的南极-艾特肯盆地,是被公认为月球上最大、最古老、最深的盆地。它的直径大约为2500公里,堪比我国昆仑山脉的长度;深度约13公里,比地球已知最深海沟——马里亚纳海沟还要深。在这里,可能保存了月球上古老的岩石,具有重要的科研价值。

人类目前只在月球采样过10次:其中美国6次,前苏联3次,中国1次,采样点全部位于月球正面。然而,在2019年,嫦娥四号探测器成功实现了对月球背面的首次登陆,为人类带来了月球背面清晰可辨的图像,从而揭开了这片神秘区域的面纱。这次,嫦娥六号成为了全球首个在月球背面采样返回的探测器,具有划时代的意义。

为什么在月背采样这么难?月背遍布大大小小的陨石坑,地形复杂,起伏较大,探测器着陆下降、开展月面工作、起飞上升等环节都存在很大风险。其次,月球本身背离我们,是地球的视线盲区、通信盲区。任何飞到月背、落到月背的探测器,都无法直接跟地球建立联系。

为了和位于月球背面的装置通信,我们为“嫦娥奔月”架起了一座 “鹊桥”。今年3月,鹊桥二号中继星提前到达了月背上空,为嫦娥六号提供中继通信支持。

但中继星并不能随时“在线”,由于地形限制,中间有一些不可测控弧段,无法进行上行指令和接收数据,导致压缩了任务的采样时间。嫦娥六号表取采样的时间只有约14个小时,可以说时间紧、任务重。

据介绍,嫦娥六号任务主要经历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。

“挖宝神器

嫦娥六号如何落得下去、看得清楚、挖得到宝,离不开起到关键作用的“挖宝神器”。

与月球正面相比,月球背面布满了大大小小的撞击坑,让嫦娥六号安全着陆在一块相对平坦的区域上,这就需要让探测器拥有“眼睛”和“耳朵”。嫦娥六号自身携带了三个敏感器,它们通过光学、微波等方式自动判断具体的着陆地点,确保嫦娥六号实现稳稳落月。

嫦娥六号采样的时间非常有限,如何在有限的时间内尽可能多地“挖土”呢?

嫦娥六号有两个办法:一是表取,用一个机械臂携带采样装置,采集月球表面的土壤;二是钻取,用一根钻杆钻入月球表层预定深度,采集较深层的土壤。

“钻得动”是研制团队最为关注的环节之一。结合月壤特性,研制团队设计出独创钻头,既具备高硬度岩石钻进能力,还能有良好的层序保持性。

具体来说,钻取采样装置设计长度为2.5米,共有三层结构。最外层是可以旋转钻进的外钻杆,紧靠外钻杆的是取芯管,取芯管外包裹着一条长长的袋子,叫取芯袋。

当钻头向下钻进时,取芯袋也会跟随着取芯管向下运动,钻取到的月壤岩芯则会被顶进袋内,这个过程有点像“穿袜子”。取样后的取芯袋以缠绕的方式,存放在钻取初级密封装置上。

完成钻取采样任务后,就将进行表取采样,表层采样是借由机械臂完成的。“表取”采样来的样品,会被放置在表取初级密封装置中,取样工作结束后,表取初级密封装置就会从着陆器上被提取出来,放置在上升器顶部的密封封装装置中,进行封装。

这个密封封装装置,则是“无人打包”月壤的黑科技。它自主打包封装样品,并面对返回过程中的复杂环境依旧维持样品原态,保障月壤安全“快递”回月球。

此外,嫦娥六号上搭载了多个科学载荷,包括着陆相机、全景相机、月壤结构探测仪和月球矿物光谱分析仪等。在嫦娥六号采样的时候,这些科学载荷展开了多项科学任务,在月表形貌及矿物组分探测与研究、月球浅层结构探测等科学探测任务中发挥重要作用。

我看“中”!

嫦娥六号着陆器携带的五星红旗在月球背面的南极-艾特肯盆地成功展开

6月4日早上,表取完成后,嫦娥六号着陆器携带的五星红旗在月球背面的南极-艾特肯盆地成功展开,鲜艳的五星红旗再次闪耀月球。这是中国首次在月球背面独立动态展示五星红旗。

该面五星红旗是武汉造,其原材料采自太行山上的玄武岩,是世界上首面玄武岩红旗。玄武岩是火山岩的一种,一般呈黑色,也是月球月陆和地球陆壳的重要组成物质,广泛存在于月表和地表。

研制人员表示,之所以选择玄武岩“绣”五星红旗,是月面原位建造的实验需要。月面玄武岩较多,未来建造月球基地需要就地取材,月球玄武岩做成片状或者管状建材,用于月面建造,这样比在地球上取材大大节省成本。“嫦娥六号五星红旗是玄武岩红旗,是月面原位制造的一种探索。”

据了解,由于落月位置不同,嫦娥六号五星红旗展示系统在嫦娥五号任务基础上进行了适应性改进。采用玄武岩为主的复合材料制造,玄武岩占比62%。除具有与嫦娥五号相同的不皱、不变色、耐极端高低温等特点外,其强度更强,重量更轻,即便在月表辐射条件下也不会变色。

值得一提的是,嫦娥六号完成月背采样之后,月表呈现一个“中”字。

科研人员介绍,本来计划除了“中”字之外还会多铲几铲,但是最后发现“中”字的最后一笔形成以后,正好这个样品容器也几乎要满了。各种意外催成了“中”字的产生,可能注定中国要在月球上留下自己的印记。

新开通的嫦娥六号官方账号还发了一条微博:我看“中”!网友评论,这是专属于中国航天的浪漫!

嫦娥六号携带的“移动相机”拍摄并回传的照片

其携带的“移动相机”,自主移动并成功拍摄、回传了着陆器和上升器的合影,嫦娥六号第一次拍摄了一张彩色全身标准照。大家纷纷表示,嫦娥六号像极了旅行发朋友圈的我!

快递开箱

6月25日,嫦娥六号返回器顺利降落在中国内蒙古四子王旗着陆场,成功带回世界首份“月背土特产”,53天的漫长地月旅行圆满结束。

嫦娥六号返回安全着陆

6月26日,嫦娥六号返回器开舱活动在中国航天科技集团五院举行。嫦娥六号从宇宙带回来的“快递”,已开箱!后续,地面应用系统的科研人员将按计划开展样品储存、分析和研究相关工作。

从5月3日发射升空,迢迢38万公里奔赴月球,到准确实施近月制动;从成功着陆月背,月面智能采样,到从月面上升,在轨交会对接、样品转移,到今天返回地球家园,圆满完成使命。

此前,围绕嫦娥五号从月球正面取回的月壤,科学家们已经开展了多项研究,所取得的科学研究成就涵盖了月球形成、演化、太空风化作用与机制等多个领域,收获70多项研究成果。科学家们还发现了月球新矿物“嫦娥石”,这是人类在月球上发现的第6种新矿物。

月背样品被带回地球后,科研人员将之与“嫦娥五号”在月球正面采集的样品进行比照研究,将有助于进一步分析月壤的结构、物理特性、物质组成等,并深化对月球成因和演化历史的认识。

作为探月四期工程的关键一环,嫦娥六号任务除了承接前三期“绕、落、回”的全部流程,还要为接下来嫦娥七号和嫦娥八号建立月球科研站作准备。

今年是中国探月工程立项20年。在这20年里,中国航天人坚持追逐梦想、勇于探索、协同攻坚、合作共赢的探月精神,一步一个脚印在探月征程上阔步前行。

据悉,此次嫦娥六号还携带了4个国际“包裹”:搭载了法国、欧空局、意大利和巴基斯坦等国家的载荷和卫星项目。中国将与国际伙伴携手,共同拓展人类对月球的认知疆域。

随着探月四期工程的持续推进,中国人九天揽月的梦想仍在继续。全球参与的国际月球科研站和载人登月,也将逐渐画成现实的图景。

 

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