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世界首次,月背“挖土”有多难?

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jameswangchip|  楼主 | 2024-10-13 19:45 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

来源:中国航天科技集团

2024年5月3日,嫦娥六号探测器搭乘**五号运载火箭,开始了一场史无前例的奔月之旅。嫦娥六号与嫦娥五号有很多相似的地方,不同的是这次将“舞台”从月球正面搬到了
月球背面。
在历经30多天的飞行后,嫦娥六号稳稳着陆在预选着陆区,月背采样的工作即将开始。采集月壤的工作,简单来说就是“挖土”,但是嫦娥六号一旦落定,便无法再移动,探测器
周边和脚下,是否可以采集到足够的月壤样本,结果谁也不知道。尽管存在许多未知,但是月球背面的探测对于人类了解月球结构、地质特征以及宇宙起源具有重要意义。
嫦娥六号着陆在南极-艾特肯盆地,这是月球上最大的撞击盆地之一。首先这里从来没有人去过,第二,它的形成年代相对久远,在科学分析上会带来一些不同的认识。然而这个巨大
的撞击坑,地形崎岖不平。探测器如果不小心落在一块大石头上,就会影响后面的采样工作,怎么做才能让探测器“落得准”呢?

去往月背,嫦娥六号并不能沿着嫦娥五号开辟的道路前往,设计师们为它重新设计了一条路线,也就是“逆行环月轨道”方案。简单来说,就是探测器在环月轨道上的飞行方向与
月球自转方向相反。设计师的巧思就藏在轨道设计之中,为了达到既调整轨道又不增加推进剂消耗的目的,嫦娥六号先后进行3次“刹车”。这比嫦娥五号多了一次,可充分利用从
月球捕获到下降前的20多天飞行时间,不断调整轨道参数,高精度瞄准着陆点,等待降落的最佳时机。
其次,从人类月球探测结果来看,南极-艾特肯盆地物质组成与其他地区有些不同。盆地底部的铁、钛、钍等元素含量较多;从矿物角度来看,斜辉石和斜方石含量较多。这些特征
均与阿波罗样品、苏联月球样品、月球陨石样品有所不同。目前,人类还缺乏从月球背面带回的原位样本。在对月背月壤特性未知的前提下,如何开展采样工作?

嫦娥六号探测器有钻取和表取两种采样模式。表取是用一个机械臂携带采样装置采集月球表面的土壤,钻取则是用一根钻杆钻入月球表层预定深度,把较深层土壤采集出来。钻取和
表取有很大不同,表取采集的月壤是可以借助相机看见的,但是钻取是采月面以下的月壤,相当于闭着眼睛在干活。这就好比我们用机床去车一个东西,碰到铁、钢、铜等不同的材
料,使用的工艺尺寸都是不一样的。月壤也是一样的道理,钻取不同的月壤,例如碰到石头、小颗粒、细粉末等,其要求的工艺也是不一样的。由此可见,嫦娥六号钻取采样的难度
非常大。
另外,由于月球正面对地球直接可见,嫦娥五号在月面的48个小时可以全部用于工作。在月球背面,虽有中继星“铺路”,但中继星在绕月飞行中存在“视觉盲区”,留给嫦娥六号
的“挖土”时间缩短至36~40个小时,这对地面人员以及探测器的工作效率都提出了更高的要求。因此嫦娥六号采用了快速智能采样技术,需要从地球发送到月球的指令数量少了
几百条,减少了天地交互的时间,降低了通信链路的占用,大大提高了采样的工作效率。

在遥远的月球背面,嫦娥六号开展探测和采样工作,就如一位细心的绣娘,用她的“针线”在月壤上“绣”出了一个大大的“中”字,在那片荒凉而神秘的月球大地上,留下了中国的
独特印记。

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