记者从国家航天局获悉,今天(6日)14 时 48分,嫦娥六号上升器成功与轨道器和返回器组合体完成月球轨道的交会对接,并于15时24分将月球样品容器安全转移至返回器中。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,之后嫦娥六号就要回家啦!本次任务如何完成?
据介绍,嫦娥六号上升器自6月4日上午从月球背面起飞进入环月飞行轨道后,先后进行了4次轨道调整,上升器于轨道器和返回器组合体前方约50公里,上方约10公里位置时,轨道器和返回器组合体通过近程自主控制逐步靠近上升器,完成轨道交会。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,精准完成交会对接。此后,装载着珍贵月球背面样品的容器从上升器被安全转移至返回器中......在完成样品转移后,接下来再经过哪些重要步骤,嫦娥六号就能踏上回家的路?
据介绍,在完成样品转移后,轨返组合体与上升器进行分离。之后,轨返组合体就在环月轨道停留等待月地转移窗口。环月等待大约为14天左右,随后轨返组合体开始实施月地转移入射机动,进入月地转移轨道。此后,经过约5天、途中进行1至3次修正后,轨返组合体来到了距离地球约5000公里高度,返回器和轨道器实施分离。之后,返回器便进入再入返回阶段,本次返回,仍将采用半弹道跳跃式再入大气层,最终,嫦娥六号返回器降落在内蒙古四子王旗着陆场,完成这场历时50多天的地月往返之旅。
上升器从月背起飞,进入环月飞行轨道后,每绕月球一圈,都会经历约四十分钟的阴影区,而这一次,嫦娥六号在交会对接阶段地面站可见测控弧段期间,刚好处在阴影区,相比嫦娥五号时交会对接在阳照区,嫦娥六号任务中完成的环月轨道交会对接有哪些不同?又有哪些难点看点?
嫦娥六号探测器由轨道器、返回器、着陆器和上升器组成。嫦娥六号上升器的一个主要功能是存储、运送月球样品,并携带着月球样品完成与轨道器和返回器组合体(轨返组合体)交会对接、样品转移。如果说,上升器的作用像一架“航天飞机”,那么,在交会对接完成后,轨返组合体的作用就像是一辆返回地球的“太空巴士”。
也就是说,嫦娥六号上升器与轨返组合体交会对接成功,相当于月球样品坐进了返回地球的太空巴士中。但小小的上升器和大大的轨返组合体要在月球上方在无人的情况下完成交会对接难度实在不小。中国航天科技集团李天义介绍,整个交会对接最大的难点应该首先是要控得稳,也就是整个交会对接过程控制要非常平稳,第二是要对得准,就是把上升器和轨返组合体能够精准地交会对接在一起。
李天义:技术难点主要就是对接的精度,还有捕获的实时性要求很高,因为如果在一秒之内抓不到,那就是两个探测器碰撞就有可能姿态就偏掉了,整个对接任务就失败了。为了这个我们地面是做了大量的地面实验,包括打靶实验,确保对接和转移,这个是可靠的。
虽然嫦娥六号和嫦娥五号是同一批次的探测器产品,但是嫦娥六号任务中的交会对接却要面对一些新的挑战和新难点,比如在2017年的时候,差不多嫦娥六号探测器已经完成了产品的生产装配测试,但是因为嫦娥六名瞄准的是2024年发射窗口,这也就意味着探测器经历了7年左右的相对长期贮存的状态,这种长期贮存对电子产品来说是一个必须迈过的“坎”。再加上因为这次嫦娥六号在交会对接阶段地面站可见测控弧段期间,刚好处在阴影区,这对电源系统也是一个考验。
中国航天科技集团傅丽佳:总的来说的话,其实就从任务层面上讲的话,应该是对我们来说基本上是相当的,因为我们都针对阴影区的风险,我们都是经过评估,其实它都是可以消除的,它一个是温度,然后另外一个你对整个过程的监视,阴影区你看不到你需要另外再采用补光这些措施,然后来进行对它一些补偿。
和嫦娥五号在阳照区交会对接不同,在阴影区交会对接的另一个问题在于,传回的图像能否清晰?能否进行进一步分析判断?李天义的答案是,红外摄像头和可见光摄像头丝滑切换,最终保证了清晰漂亮的图片顺利传回。
李天义:主要是光照条件,我们交会对接的有一些图像要下传,嫦娥五号的是光照,我们用的是可见光相机进行拍照,然后这次是通过红外相机,两个器交会过程中,我们有图像要下传跟五号是不一样的。我们有两个镜头,一个是红外镜头,一个是可见光镜头,就是拍的时候是同时拍,然后我们是组织图像下传的时候是可以点播的,就是我们选模式。
还有一个问题是,在月背进行采样就必须要使用中继星进行中继通信,这导致嫦娥六号任务的时间由原来嫦娥五号时的23天现在延长到53天左右,整个时间变长了也要相应的调整能源平衡,此外,在轨道器上,现在嫦娥六号比嫦娥五号多搭载了一个巴基斯坦的立方星,立方星主要的任务就是拍摄月球和地球的照片,这样就又多了一项内容——需要给立方星进行供电,用电的地方这么多会不会影响整个任务?嫦娥六号已经用自己最出色的表现告诉大家,没问题!怎么做到的?中国航天科技集团刘志强告诉记者,秘诀在于前期策略上的优化。
刘志强:这个时候就我们要做很多策略上的调整,比方哪些设备要用电,哪些设备不能用电,要保证整器的一个能源平衡,我们基本上算下来是没有任何问题的,我要保证它安全,就是不能在阴影区交会对接的时候,我电池放电深度过高,所以主要是做了这样一些策略上的优化。