嫦娥六号如何“月背挖宝”

　　6月25日14时7分，嫦娥六号返回器准确着陆于内蒙古四子王旗预定区域，工作正常，标志着探月工程嫦娥六号任务取得圆满成功，实现世界首次月球背面采样返回。

　　5月3日，长征五号遥八运载火箭搭载嫦娥六号探测器在中国文昌航天发射场发射升空。探测器发射入轨后，先后经历地月转移、近月制动、环月飞行、着陆下降等过程。

　　为了让嫦娥六号顺利开展“蟾宫探宝”，科研人员在技术上进行了一系列精巧设计，通过精准定位着陆区、为嫦娥六号探测器配置多个敏感器、设计有缓冲功能的“着陆腿”等，确保其在月背平稳安全着陆。

　　此前，人类的月球“挖宝”旅程都是在正面进行的。相比2020年实现月球正面采样返回的嫦娥五号任务，嫦娥六号任务在鹊桥二号中继星的支持下，实施首次月球背面采样并返回，工程创新多、风险高、难度大，需突破月球逆行轨道设计与控制、月背智能快速采样、月背起飞上升等关键技术。

　　在研究中，科研人员发现月球背面月壤的内驱力、承载力都高于月球正面的月壤，这在一定程度上增加了采样环境的不确定性和采样难度。

　　月背“挖宝”到底怎么挖？“此次月背采样是先钻取后表取，一次钻取多次表取的方式，提高了采样的可靠性和多样性。”中国航天科技集团金晟毅介绍，两种采样方式的侧重点各不相同。钻取需要采集一定深度的月球次表层样品，让样品种类更为丰富。钻取采样装置有外钻杆、取芯管和取芯袋三层结构，当钻头向下钻进时，取芯袋也会跟随着取芯管向下运动，而钻取到的月壤则会被顶进袋内，整个过程就像“穿袜子”。而表取采样则是在一片区域里进行多次采样，主要采样目标是月球表面的风化层样品。两种方式实现的技术途径、采集的月球样品种类不一样，科学价值也不同。

　　从采样时间看，嫦娥六号的月面采样时间相比嫦娥五号要少几个小时，这主要归功于智能采样技术。金晟毅表示，嫦娥五号采样的每个过程都需要地面发送指令，再让机械臂去执行相应的动作。而嫦娥六号则采用了智能化采样技术，一部分固定动作交给探测器去执行，实现近端闭环控制，有效减少了与地面交互的环节，提高探测器的预见处理能力，有效缩短采样时间。

　　6月6日，嫦娥六号上升器成功与轨返组合体完成月球轨道的交会对接，将样品容器安全转移到返回器中，这是我国航天器继嫦娥五号之后，第二次实现月球轨道交会对接，返回器携带月球样品顺利回家。

　　实现月球样品“快递”回地球的过程，需要上升器与轨返组合体进行一场“双向奔赴”。其中，由于需执行地月往返、转运样本等任务，轨道器要与其他舱/器进行多次分离。中国航天科技集团李天义介绍，上升器从月球背面起飞进入环月飞行轨道后，先后经历4次轨道调整，上升器于轨返组合体前方约50公里、上方约10公里位置时，轨返组合体通过近程自主控制逐步靠近上升器，完成轨道交会。紧接着，轨道器配置的3套K形抱爪对准上升器连接面的3根连杆，通过将抱爪收紧实现两器紧密连接，专家称这一过程就像是运动员用手握住接力棒的动作，最后精准完成交会对接。

　　完美实现“太空牵手”后，装载着月球背面样品的容器从上升器被安全转移至返回器中。而轨返组合体将环月飞行，进行地月转移，在地球附近返回器携带着月球样品穿越大气层，最终着陆在内蒙古四子王旗着陆场。 【编辑:邵婉云】