封面新聞丨啟程回家!嫦娥六號(hào)如何實(shí)現(xiàn)月背“挖寶”?

2024-06-04 14:42:00 來源: 中國(guó)科技網(wǎng)綜合 點(diǎn)擊數(shù):

月背“挖寶”順利結(jié)束,嫦娥六號(hào)啟程回家!

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,隨后成功進(jìn)入預(yù)定環(huán)月軌道。嫦娥六號(hào)完成世界首次月球背面采樣和起飛。

月球背面南極-艾特肯盆地,被公認(rèn)為月球上最大、最古老、最深的盆地。在這里開展世界首次月背采樣,對(duì)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)月球意義重大。

6月2日至3日,嫦娥六號(hào)順利完成在月球背面南極-艾特肯盆地的智能快速采樣,并將珍貴的月球背面樣品封裝存放在上升器攜帶的貯存裝置中,完成了這份宇宙快遞的“打包裝箱”。

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。新華社發(fā)(國(guó)家航天局供圖)

月背“挖寶”怎么挖?

和嫦娥五號(hào)任務(wù)相同,執(zhí)行月背采樣任務(wù),嫦娥六號(hào)也要進(jìn)行“鉆取”和“表取”兩種采樣方式?!般@取”是固定在一個(gè)點(diǎn)位,采集保持“剖面層序”的月壤巖芯樣品。而“表取”則是在月面多個(gè)位置鏟取月壤或拾取月巖。

鉆取采樣裝置設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為2.5米,由特殊的硬質(zhì)合金制成,一共有三層結(jié)構(gòu),最外層是可以旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的外鉆桿。緊靠外鉆桿的是取芯管。取芯管的外面包裹著一條長(zhǎng)長(zhǎng)的袋子,叫取芯袋。當(dāng)鉆頭向下鉆進(jìn)時(shí),取芯袋也會(huì)跟隨著取芯管向下運(yùn)動(dòng),而鉆取到的月壤巖芯則會(huì)被頂進(jìn)袋內(nèi),這個(gè)過程有點(diǎn)像“穿襪子”。取樣后的取芯袋以纏繞的方式,存放在鉆取初級(jí)密封裝置上。

表取采樣是借由機(jī)械臂完成的,機(jī)械臂的伸展長(zhǎng)度達(dá)到了3.7米,可以在120度的范圍內(nèi)實(shí)施月面采樣,并且能連續(xù)多次采樣。

機(jī)械臂攜帶了一個(gè)“末端采樣器”,一頭的采樣器兼具了挖取、鏟挖、抓取三種功能:對(duì)于顆粒細(xì)小的月壤可直接挖取,對(duì)于較小的石塊則可以鏟挖,此外,它還可以抓取更大尺寸的石塊。另一頭的采樣器則能對(duì)一些相對(duì)堅(jiān)硬的目標(biāo)進(jìn)行淺鉆,并通過花瓣結(jié)構(gòu)進(jìn)行樣本提取?!氨砣 辈蓸觼淼臉悠?,會(huì)被放置在表取初級(jí)密封裝置中,取樣工作結(jié)束后,表取初級(jí)密封裝置就會(huì)從著陸器上被提取出來,放置在上升器頂部的密封封裝裝置中,進(jìn)行封裝。

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

與以往有哪些不同?

國(guó)際宇航聯(lián)空間運(yùn)輸委員會(huì)副主席楊宇光表示,此次樣品采集的硬件設(shè)備和以往太空采集的硬件設(shè)備基本相同,最大的差異在于信息鏈接方面?!霸阪隙鹞逄?hào)采樣過程中,我們能保證至少有一個(gè)地面測(cè)控站能夠看到嫦娥五號(hào)探測(cè)器的工作過程,任何時(shí)候都有著通暢的數(shù)據(jù)鏈路,可以更好干預(yù)和控制整個(gè)采樣過程;而在此次采樣過程中,通信手段只有鵲橋二號(hào)中繼通信衛(wèi)星,雖然鵲橋二號(hào)的通信帶寬已經(jīng)要比以前好很多,但仍舊有限,所以此次采樣的設(shè)備自主性更高?!?/p>

6月4日在北京航天飛行控制中心屏幕上拍攝的等待點(diǎn)火起飛的嫦娥六號(hào)著陸器和上升器(動(dòng)畫模擬畫面)。畫面中,五星紅旗在月球背面展開。新華社記者 金立旺 攝

月背采樣面臨哪些挑戰(zhàn)?

中國(guó)航天科技集團(tuán)任德鵬介紹,這次是在月球的背面,而且是靠近南極的區(qū)域,所以相比嫦娥五號(hào)來講,它有三個(gè)的特點(diǎn):

月球背面,相對(duì)地球不可見,我們?yōu)楸WC數(shù)傳鏈路的連續(xù)性,靠鵲橋二號(hào)中繼星進(jìn)行搭橋。

由于緯度更高一點(diǎn),月壤的風(fēng)化程度相比低緯度的,更加不充分。月壤當(dāng)中的石塊含量可能會(huì)更多,這對(duì)我們地面的規(guī)劃以及采樣機(jī)構(gòu)是一個(gè)更大的挑戰(zhàn)。

這次的采樣時(shí)間比嫦娥五號(hào)更短,是一項(xiàng)很大的挑戰(zhàn)。

6月4日,在北京航天飛行控制中心,工作人員在監(jiān)測(cè)嫦娥六號(hào)上升器自月球背面起飛狀況。新華社記者 金立旺 攝

帶回的月壤將會(huì)進(jìn)行哪些研究?

嫦娥六號(hào)任務(wù)工程副總設(shè)計(jì)師地面應(yīng)用系統(tǒng)總指揮李春來說,嫦娥六號(hào)采集樣品的巖石成分,更多的可能還是玄武巖類的物質(zhì),在這個(gè)著陸區(qū)里面,我們看到有很多可能別的地方拋射過來的其他的物質(zhì)類型。通過這些研究可能會(huì)解釋,在這樣一個(gè)太陽系早期形成的巨大的環(huán)形盆地里面,深度挖掘出來的樣品會(huì)有什么樣的特性。對(duì)于研究月球的早期演化,甚至研究地球的早期演化歷史,會(huì)作出很大的一個(gè)貢獻(xiàn)。樣品到底有多古老,需要分析研究。但是它的巖石成分和形成年齡,應(yīng)該跟嫦娥五號(hào)采集的樣品是不一樣的,有待于進(jìn)一步的研究和分析。

月球樣品實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)做好了所有的接收、處理、制備、分析、研究的一個(gè)準(zhǔn)備,只等著嫦娥六號(hào)樣品到了實(shí)驗(yàn)室以后,大家來開展深入的科學(xué)研究工作。

(來源:中國(guó)科技網(wǎng)綜合新華社、央視客戶端、紅星新聞等)

責(zé)任編輯:冷媚

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