原標(biāo)題：嫦娥六號(hào)完成世界首次月球背面采樣和起飛（科技自立自強(qiáng)·逐夢深空）
6月3日，嫦娥六號(hào)攜帶的“移動(dòng)相機(jī)”自主移動(dòng)后拍攝并回傳的著陸器和上升器合影。國家航天局供圖（新華社發(fā)）
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6月4日7時(shí)38分，嫦娥六號(hào)上升器攜帶月球樣品自月球背面起飛，3000牛發(fā)動(dòng)機(jī)工作約6分鐘后，成功將上升器送入預(yù)定環(huán)月軌道。此前，嫦娥六號(hào)順利完成在月球背面的采樣任務(wù)。后續(xù)，上升器將把樣品轉(zhuǎn)移到返回器中，由返回器帶回地球。
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(hào)取樣回放畫面。新華社記者 金立旺攝
月背“挖土”
鉆取和表取結(jié)合，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)、多樣化自動(dòng)采樣
嫦娥六號(hào)任務(wù)之前，人類共對月球進(jìn)行了10次采樣，均位于月球的正面。嫦娥六號(hào)探測器著陸區(qū)位于月球背面的南極—艾特肯盆地區(qū)域內(nèi)，這片區(qū)域是月球最古老、最大的隕石撞擊坑。采集這里的樣品并進(jìn)行分析研究，將填補(bǔ)人類獲取月球背面樣本的空白，深化人類對月球成因和太陽系演化歷史的認(rèn)知。
在月背，嫦娥六號(hào)怎么“挖土”？
中國航天科技集團(tuán)五院科研人員介紹，嫦娥六號(hào)探測器采用表鉆結(jié)合、多點(diǎn)采樣的方式，設(shè)計(jì)了鉆具鉆取和機(jī)械臂表取兩種模式。“表取”是用一個(gè)機(jī)械臂攜帶采樣裝置采集月球表面的土壤，“鉆取”則是用一根鉆桿鉆入月球表層預(yù)定深度，把較深層土壤采集出來。
受限于月球背面中繼通信時(shí)長，嫦娥六號(hào)采用快速智能采樣技術(shù)，將月面采樣的有效工作時(shí)間縮短至不到20個(gè)小時(shí)。
看清“挖寶地”，嫦娥六號(hào)著陸器配置的采樣監(jiān)視相機(jī)、月壤結(jié)構(gòu)探測儀、月球礦物光譜分析儀等多種有效載荷儀器正常開機(jī)，開展月表形貌及礦物組分探測與研究、月球淺層結(jié)構(gòu)探測等科學(xué)探測任務(wù)。其中，鉆取采樣前，月壤結(jié)構(gòu)探測儀對采樣區(qū)地下月壤結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析判斷，為采樣提供了數(shù)據(jù)參考。
在月背上“挖土”是個(gè)精細(xì)活，“鉆得動(dòng)”很關(guān)鍵。對此，一方面，研制團(tuán)隊(duì)開展了大量地面試驗(yàn)與仿真分析；另一方面，結(jié)合月壤特性設(shè)計(jì)的獨(dú)創(chuàng)鉆頭，使其具備高硬度巖石的鉆進(jìn)能力。
為應(yīng)對中繼通信可能無法有效配合的極端工況，研制團(tuán)隊(duì)還設(shè)計(jì)了應(yīng)急程序，能夠通過“人機(jī)協(xié)作”方式，輔助嫦娥六號(hào)及時(shí)研判控制鉆取風(fēng)險(xiǎn)，現(xiàn)場決策后續(xù)動(dòng)作。
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(hào)上升器攜帶月球樣品自月球背面起飛的動(dòng)畫模擬畫面。新華社記者 金立旺攝
封裝樣品
自動(dòng)完成密封，高質(zhì)量打包確保月壤“原汁原味”
采集的月壤被放入上升器頂部的樣品封裝容器內(nèi)，再進(jìn)行密封。
高真空、溫差大、有月塵，月球表面環(huán)境復(fù)雜。在38萬公里之外，為確保從“挖土”到封裝一氣呵成，同時(shí)歷經(jīng)空間飛行，再入返回過程而不被地面環(huán)境污染，維持月球樣品原態(tài)，科研人員研制了一套專門的裝置，能夠在月表自動(dòng)承接、密封樣品，保證樣品完好無缺，“原汁原味”地送回地球。
為將月壤封裝容器與整形機(jī)構(gòu)分離并傳送至上升器內(nèi)，研制團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)簡單、操作易控、能耗低的分離和傳送方案，實(shí)現(xiàn)了不同著陸姿態(tài)下封裝容器的精準(zhǔn)傳送。
嫦娥六號(hào)任務(wù)新聞發(fā)言人、國家航天局探月與航天工程中心副主任葛平介紹，嫦娥六號(hào)著陸器攜帶的歐空局月表負(fù)離子分析儀、法國氡氣探測儀等國際載荷工作正常，開展了相應(yīng)科學(xué)探測任務(wù)；安裝在著陸器頂部的意大利激光角反射器成為月球背面可用于距離測量的位置控制點(diǎn)。
5月8日，嫦娥六號(hào)任務(wù)搭載的國際載荷之一，巴基斯坦立方星與軌道器在周期12小時(shí)環(huán)月大橢圓軌道的遠(yuǎn)月點(diǎn)附近分離，隨后成功拍攝第一幅影像。5月10日，我國向巴基斯坦交接嫦娥六號(hào)任務(wù)巴基斯坦立方星數(shù)據(jù)。
起飛入軌
智能自主完成上升器整個(gè)上升和入軌的動(dòng)作
月面工作結(jié)束，上升器點(diǎn)火起飛，先后經(jīng)歷垂直上升、姿態(tài)調(diào)整和軌道射入3個(gè)階段，順利進(jìn)入預(yù)定環(huán)月飛行軌道。
不同于地面的航天器發(fā)射任務(wù)，月面起飛面臨著諸多挑戰(zhàn)。比如，地面發(fā)射有完善的發(fā)射場系統(tǒng)，月面起飛是將著陸器作為“臨時(shí)塔架”；地面發(fā)射有保障團(tuán)隊(duì)支撐，月面起飛的許多工作需要靠航天器自己完成；地面發(fā)射的起飛位置和起飛姿態(tài)可以精準(zhǔn)測算和調(diào)整，月面起飛只能靠飛行器自己提前識(shí)別。
葛平介紹，與嫦娥五號(hào)從月球正面起飛相比，嫦娥六號(hào)從月球背面起飛，無法直接得到地面測控支持，需要在鵲橋二號(hào)中繼星輔助下，借助自身攜帶的特殊敏感器實(shí)現(xiàn)自主定位、定姿，工程實(shí)施難度更大。
承擔(dān)這項(xiàng)艱巨任務(wù)的，是中國航天科技集團(tuán)五院502所研制的制導(dǎo)導(dǎo)航與控制系統(tǒng)，它就像一名經(jīng)驗(yàn)豐富的“駕駛員”，智能自主完成了上升器整個(gè)上升和入軌的動(dòng)作。嫦娥五號(hào)、嫦娥六號(hào)兩次月面起飛的工程實(shí)踐，為未來深空探測任務(wù)的實(shí)施積累了經(jīng)驗(yàn)。
中國航天科技集團(tuán)五院科研人員介紹，考慮到鵲橋二號(hào)中繼星可能出現(xiàn)通信不暢的極端工況，嫦娥六號(hào)具備了自主起飛準(zhǔn)確的能力，包括自主確定位置、自主確定姿態(tài)、自主計(jì)算起飛參數(shù)等。
據(jù)介紹，后續(xù)，上升器將與在環(huán)月軌道上等待的軌道器和返回器組合體進(jìn)行月球軌道的交會(huì)對接，并將月球樣品轉(zhuǎn)移到返回器中。之后，上升器將與軌返組合體分離，軌道器和返回器組合體將環(huán)月飛行，等待合適的返回時(shí)機(jī)進(jìn)行月地轉(zhuǎn)移，在地球附近返回器將攜帶月球樣品再入大氣層，計(jì)劃降落在內(nèi)蒙古自治區(qū)四子王旗著陸場。
