嫦娥六號比快遞員都利落，怎么做到的？

嫦娥六號去月球挖土，這是最近一段時間最受矚目的科技新聞。但是，昨天發生的事情讓關注嫦娥六號的小伙伴有些錯愕。

嫦娥六號在 6 月 2 號成功降落月球，3 號執行了采樣任務。本來小伙伴們還等著嫦娥六號能四平八穩地開展研究工作，最好能四處溜達溜達，拍拍照片，拍拍小視頻，把月球背面的風土人情多傳回一些。結果萬沒想到的是，嫦娥六號就像是一名專業的快遞員一樣，挖土、打包后轉身就走，整個過程干凈利落，讓娥粉們措手不及——我們還沒看清呢，你就挖完土飛走了？

沒錯，落月準，挖土快，起飛穩，這正是嫦娥六號月背挖土任務的行動綱領。一切都是計劃的一部分。

要知道，雖然嫦娥五號與嫦娥六號的任務都是落月采樣，但嫦娥六號的工作難度要比嫦娥五號大很多。原因是，在月球的背面著陸必須依賴鵲橋二號衛星的通信轉播。即便如此，由于距離太遠，信號太弱，嫦娥六號實時回傳的視頻仍然存在卡頓現象，視頻幀率也并不太高。

溫差、測控、光照、電源……在月球背面，處處都是最嚴酷的考驗，只有速戰速決，才是月背采樣計劃的最佳方案。

如果你沒看懂嫦娥六號這套組合拳是怎么打的，那我們就從落月開始復盤一下。

圖：嫦娥六號的結構

2024 年 6 月 2 日早晨 6 點 09 分，嫦娥六號根據預先制定的飛行控制計劃，完成了上升器著陸器組合體與返回器軌道器組合體的分離。從這一時刻開始，嫦娥六號就開始依靠自身的導航控制系統進入了自動落月過程。在此過程中，著陸器會向地球持續發送狀態數據，如果數據一切正常，地面團隊就不會進行指令干預。

模擬畫面：上升器著陸器組合體（左下）正在分離

上升器著陸器組合體的核心動力來自一套 7500 牛頓變推力液體火箭發動機，該系統以其出色的推力調控精度而著稱。在下降期間，發動機可以提供極為細膩的可變動力輸出，從而確保上升器著陸器組合體能夠根據月球表面的地形數據，完成平順安全的自動導航和精準落月。

此外，它還搭載著多臺高清晰度成像設備和激光探測設備，這些設備可以每秒捕捉并分析海量圖像數據，實時辨識地形障礙，從而為最終著陸點的選擇提供科學依據。

整個下降過程的每一秒鐘，都是對航天器自主導航、精確制導及地面控制協同作業能力的極限挑戰。

月球表面色彩單一，而顯著的地形特征，如巖石或環形山，會在日照下投射出明顯的陰影，成為地形初步識別的有效線索。

著陸點選址傾向平坦區域，因此，著陸器上搭載的高靈敏度攝像頭，會實施初步的地形篩查。它一邊下降，一邊靈活調整軌跡，主動規避石塊密集地帶。這一基于影像的快速識別技術，其原理與自動駕駛系統異曲同工，不過在月球環境下，算法為月球表面進行了專門優化，更為聚焦與高效。

當組合體降至距離月面 100 米的高度時，更加精密的激光雷達就會被激活，開始生成地面三維數據。激光雷達技術同樣廣泛應用于自動駕駛，通過三維數據，嫦娥六號會進一步篩選地形，選定著陸的最佳地點。

在登月的視頻中可以看到，在距離幾米高的地方，出現了發動機突然關閉的現象，這導致上升器著陸器組合體突然“摔”了下去。這一瞬間驚心動魄，多虧四條著陸腿提供了超強的緩沖能力，嫦娥六號才安然無恙。

最后一刻，著陸器憑借著陸腿緩沖落月

是發動機沒有燃料了嗎？當然不是。提前關閉主推進系統的目的，是為了避免發動機排出的氣體對月壤造成擾動，讓月球表面的土壤出現擾動。換成人話，就是怕發動機的噴氣把著陸點的月壤吹跑，影響采樣，所以才使用著陸腿完成月面著陸的最后一步。

除了落點精準以外，降落的過程對嫦娥六號的朝向也有要求。著陸器一側是表面取樣用的機械臂，而另一邊則是打孔鉆探用的鉆頭。由于月球沒有大氣，缺少大氣散射，所以月球的陰影里是非常黑暗的。

為了看清表面土壤的結構，機械臂必須朝向陽光。為了幫助鉆頭散熱，鉆頭就必須處于著陸器的陰影當中。

最開始完成的是打洞鉆探。鉆頭是一個長達 2 米的空心套管，套管的一端還有一個類似卷起來的尼龍袋。當鉆頭鉆入月巖，并且提取出一根長長的巖心時，尼龍袋就會慢慢展開，把巖心包裝起來。尼龍袋包裹巖心的過程，就像是女孩子穿長筒絲襪一樣。最后這根長長的尼龍袋還會盤曲起來，裝進一個罐子，放入上升器中保存。

隨后的表面取樣階段主要依賴安裝在陸器側面的兩臺攝像頭完成。兩臺攝像頭可以形成雙眼立體視覺，對月球表面的采樣區域進行 3D 成像，再把圖像通過鵲橋衛星傳回地面控制中心。此時，舉著機械臂的著陸器就像是 38 萬公里外的遙控式挖掘機，在地面控制中心的控制下，完成整個“挖土”的過程。

表面采樣過程視頻截圖

完成采集后，珍貴的月壤樣本被送入著陸器內部的密封容器中。這一過程在高度潔凈的環境中進行，以防止地球微生物污染，保證樣本的原始性和科學價值。樣品容器經過特殊設計，能承受后續返回地球過程中可能遇到的各種極端條件。

在樣品封裝完畢并確認無誤后，著陸器與搭載樣品的上升器進行最后的對接準備。這個步驟要求極高的精度和可靠性，確保兩者之間的接口密封且穩固，為即將進行的月面起飛做足準備。

在上升器起飛之前，著陸器做了兩件很有紀念意義的事情。

第一件事，是嫦娥六號釋放了一個可以拍照的微型月球車，給著陸器和即將離開的上升器拍攝了一張合影。

這不是CG：嫦娥六號的微型月球車拍攝了這張照片

第二件事情，是嫦娥六號在月球背面舉行了一個小小的升旗儀式。國旗雖然面積不大，但里面的玄機卻不小。為了確保這面國旗在月球背面極為惡劣的自然環境中長期保持鮮艷完整，工程師們把來自河北蔚縣的玄武巖熔化，再拉成直徑只有頭發三分之一的細絲紡線織布，才制成了這面五星紅旗。

在上升器帶著月壤樣本返回地球之后，這面紅旗將會留在月球背面，成為中國宇航史上永遠的紀念。將來我們普通人登上月球旅行的時候，這面鮮艷的五星紅旗，將會是最重要的旅游景點之一。

來源: 上海光錐文化傳媒有限公司

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