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成功登陆,嫦娥六号月背采样将揭开哪些秘密?

在人类历史的长河中,探月工程屡见不鲜,而古老的神话故事嫦娥奔月亦赋予我们对这片既熟悉又遥远的土地无尽的探索渴望。而今,嫦娥六号登陆月球背面进行采样,这引发了我们无尽深思。

探月

在月球3800万平方公里的表面上,人类目前只采样过10次,美国6次,苏联3次,中国1次,且采样点全部位于月球正面。

2013年12月14日,嫦娥三号在月球着陆,实现了中国首次地外天体软着陆和巡视探测,是当时中国航天领域技术最复杂、实施难度最大的空间活动之一。

嫦娥四号已于2019年成功降落在月球背面,在人类历史上首次实现了航天器在月背的巡视勘察。

嫦娥五号则于2020年带回了1731克月球正面的样品,意味着中国探月工程已经完全掌握了绕月、落月和采样返回的技术体系。

嫦娥五号任务取回的月球样品使得一系列重要科学发现诞生。2021年,中国科学院地质与地球物理研究所团队仅用0.15克月壤,100天内在《自然》杂志上连发3篇文章,将科学界认知的月球岩浆活动结束时间推迟了8~9亿年。

通过嫦娥五号的采样,我们发现了月球中纬度月壤中保存了高含量的太阳风成因水,为人类开发利用月球资源打开了一扇窗户;发现了月球上的新矿物,预示月球演化还有我们未知的新故事。尽管目前只发放了嫦娥五号月球样品总量的4.5%,但所取得的科学研究成就却涵盖了月球形成、演化、太空风化作用与机制以及资源利用等多个领域。

2024年6月2日6时23分,嫦娥六号着陆器和上升器组合体在鹊桥二号中继星支持下,成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地预选着陆区。这将是人类历史首次对月球背面进行采样,意义非凡。

据媒体报道,嫦娥六号任务还搭载了法国的氡气探测仪、欧空局的负离子探测仪、意大利的激光角反射镜、巴基斯坦的立方星等4个国家的载荷和卫星项目。

仅有一次的对接机会

想要飞到月背,嫦娥六号首先要进入近地点200公里、远地点约38万公里的地月转移轨道。与嫦娥五号相比,嫦娥六号重了100公斤。长征五号运载火箭“老将出马”,进行了多项设计优化和工艺改进,成功实现“完美瘦身”,满足了“乘客”的出行要求。

要想抵达月背并开展工作,还需要解决通信问题。任何飞到月背、落到月背的探测器,都无法直接跟地球建立联系。由于月球庞大的身躯会挡住嫦娥六号与地面指挥的通信信号,这就要依靠在轨“等候多时”的鹊桥二号中继星当起“顺风耳”,架起“沟通的桥梁”。

单从采样来说,嫦娥六号的任务与此前成功在月球正面采样归来的嫦娥五号相比,难度相仿。新增难度在于,月背降落、采样、起飞都需要通过中继卫星测控,而无法通过地面站直接监控。虽然月背起飞前可以做各种准备工作,但一旦起飞,飞行器进入正确轨道只有一次机会。

根据国际宇航联空间运输委员会副主席杨宇光介绍,在轨对接最基本的要求是,着陆器和上升器的组合体要进入和轨返组合体相同的轨道面,然后通过调整实现近距离交会、靠近和对接,对接轨道的测量需要非常精确。

着陆器和上升器的组合体在绕月轨道上的飞行速度大概是一千六七百米每秒,如此的高速意味着极小的对接窗口。如果轨道都错了,将很难校正并实现对接。

月背采样将揭开哪些秘密?

很多人曾深信不疑,月球背面隐匿着人类难以触及的奥秘。然而,在2019年,嫦娥四号探测器成功实现了对月球背面的首次登陆,为人类带来了月球背面清晰可辨的图像,从而揭开了这片神秘区域的面纱。月球背面和正面地形地貌差异很大,形成过程中有自身的特殊性,地质、火山活动、行星演化等方面的研究需要更多样品的支持。

在此之前,科学家们已对嫦娥五号从月球正面带回的月壤进行了深入研究,并在此过程中发现了新的矿物种类——“嫦娥石”。这一发现无疑为月球科学研究增添了新的篇章,也为人类进一步探索月球提供了宝贵的线索。

嫦娥六号任务总设计师胡浩接受媒体采访时表示,此次任务预选的着陆区为月球背面南极-艾特肯盆地,被公认为月球上最大、最古老、最深的盆地。

着陆点的选择综合考虑了着陆难度、通信难度和科研价值,有望带回年代更久远的月球样本,助力人类进一步分析月壤的结构、物理特性、物质组成等,并深化对月球成因和演化历史的研究。

全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩介绍说,我国将在2030年前实施载人登月。为此,目前正在研制长征十号新一代载人运载火箭、“梦舟”新一代载人飞船、“揽月”月面着陆器,以及载人月球车和登月服等,并选拔、训练登月航天员。

随着嫦娥六号登陆月背采样,未来20年,载人登月和全球参与的国际月球科研站都已列入规划,中国人九天揽月的梦想将一步步走向现实。

(大众日报·大众新闻客户端记者 张珈玮 策划 王建国)

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