月面软着陆背后的发动机奥秘_嫦娥六号月背软着陆背后的硬技术

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嫦娥六号月背软着陆背后的硬技术

中国国家航天局发布消息称，6月2日清晨6时23分，嫦娥六号着陆器及上升器联合体（以下简称“联合体”），在鹊桥二号中继卫星的协助下，成功降落在月球背面的南极-艾特肯盆地预选着陆区。

当天早上6时9分，联合体启动动力下降程序，其7500牛顿可变推力主发动机开机。随后，联合体迅速调整姿态，逐步接近月球表面。接着，它运用视觉自主避障系统进行障碍物自动检测，并借助可见光相机根据月表明暗度选择大致安全地点，在安全点上空100米处悬停。紧接着，利用激光三维扫描技术进行精细拍摄，以识别月面上的障碍物，最终确定合适的着陆点，进而开始缓慢垂直降落。当即将接触月面时，主发动机关闭，转而依靠缓冲系统，使联合体以自由落体的方式安全降落于月面。

据中国航天科技集团第五研究院透露，嫦娥六号的月背着陆任务是我国执行的第五次地外天体软着陆、第四次月面软着陆，同时也是第二次在月球背面实施软着陆任务。该研究院采用了一系列尖端技术，确保此次着陆任务的成功实施。

月球背面的着陆区选择面临新的挑战。嫦娥六号的任务目标是实现人类历史上首次月背自动采样返回。着陆区的选择直接影响着整个工程实施的风险控制、采样样品的科研价值等方面。相较于月球正面，月背的地势更加崎岖不平，特别是南极-艾特肯盆地区域地势低洼且撞击坑数量较多，这导致月背的光照和测控更容易受到地形阻挡的影响，从而增加了嫦娥六号着陆选址工作的难度。

为了确保嫦娥六号能够在月背稳定着陆，第五研究院的研发团队深入探讨了月背采样任务的选址难题和特征，充分汲取并融合了深空探测过往型号的选址经验，制定出一套适用于月背着陆的选址方法。

研发团队充分利用先前型号的遥感数据，对拟着陆区域的复杂地形地貌进行了深入分析与验证，为联合体在月面上寻找既能满足安全着陆、月面作业、月面起飞等需求的安全区域提供了依据。

着陆区确认后，团队针对该区域的地形地貌、地质条件进行了多轮复查与研究工作，有效降低了着陆风险，确保选址分析全面、选址限制考虑周全、选址结果可靠适用。

嫦娥六号在此次落月任务中，再次展示了我国独特的“粗细接力避障”技术。嫦娥系列探测器所使用的GNC（制导、导航与控制）系统均出自第五研究院502研究所之手。这套系统需要实时获取“我在哪里”、“我要去哪里”以及“如何去”的信息，就像是落月过程中的驾驶员，负责飞行轨迹控制、安全着陆点选择以及精准控制等关键任务。

在下降过程中，嫦娥六号GNC系统自主选择一个既能满足着陆需求，又能确保上升器月面起飞条件的落地点，为后续的取土和起飞创造有利条件。在此过程中，GNC系统引导联合体一边降落一边快速调整姿态，对预定着陆区域进行摄影分析，并朝着选定区域飞去，完成了初步避障，即“粗避障”。

在靠近月面较近距离时，联合体实施短暂悬停，再次对月面进行拍照，精确避开障碍物，最终选定落脚点，这就是所谓的“精避障”。

之后，联合体漂移到落点正上方，然后垂直下降。在达到一定高度时，关闭主发动机，利用着陆腿的缓冲机构实现软着陆。

与嫦娥五号相比，嫦娥六号在着陆过程中需消耗更多的推进剂。因此，研究人员对GNC系统进行了针对性的改进、优化和升级，既保证了落月精度，又兼顾了资源使用的经济性。

为了确保更加精准的着陆，五院西安分院研制的微波测距测速传感器——类似于安装在嫦娥六号着陆器上的“泊车雷达”，在其接近月面时开始工作，精确测量相关数据并及时传递，使得着陆器能准确判断着陆位置和降落速度，为安全、精准着陆提供了有力保障。

为应对着陆瞬间产生的冲击，五院529厂专为着陆器打造了4条轻量化、高强度的着陆腿，也就是“着陆缓冲机构”。每条着陆腿包括1根主腿、2根副腿和1个足垫，它们共同协作，在嫦娥六号落月时提供了更高的安全性与舒适性。

据国家航天局介绍，未来嫦娥六号着陆器搭载的有效载荷将按照计划运行，展开一系列科学探测任务。其中，欧洲空间局提供的月表负离子分析仪和法国的月球氡气探测仪将开机运行，而意大利的激光角反射器已顺利完成部署。

联合体成功着陆后，着陆器会在地面控制下，通过鹊桥二号中继卫星进行太阳能翼和定向天线的展开等相关状态检查与设定工作。接着，嫦娥六号将正式开始为期约两天的月背采样作业，采用钻具钻取和机械臂表取两种方式，分别采集月壤样本和月表岩石，实现了多点、多样化的自动采样。同时还将开展月球背面着陆区的实地勘查分析、月壤结构分析等科学研究，深化对于月球形成原因和演化历程的研究。

（科技日报）

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