嫦娥落月背 蟾宫再寻珍(科技自立自强·逐梦深空)(2)
嫦娥六号着上组合体落月过程中,制导导航与控制系统就是“驾驶员”,需要在落月过程中完成“飞行轨迹控制”“安全着陆点选择”“精准控制”3项关键任务。
嫦娥六号着陆月背,障碍识别与落点选择,两次避障很关键。
专家介绍,在制导导航与控制系统智能自主的操控下,落月过程中,着上组合体会边降落边快速调整姿态,对预定着陆区域进行拍照分析,剔除大型障碍物,进而选择着陆区域。然后,系统控制组合体飞向选定区域。这是第一次避障,即“粗避障”。
在距离月面更近的预定高度时,着上组合体开始实施关键的短暂悬停,并再次对月面进行拍照,精确避开障碍,选定最终落点。这是第二次避障,即“精避障”。之后,开始避障下降和缓速垂直下降。
“粗精接力避障”是中国特有的技术,整个落月过程不需要人工干预。嫦娥六号稳稳落月,进一步推动了该项技术走向成熟。
嫦娥六号落月的过程也是为后续上升器月面起飞选择“发射场”的过程,落月为后续任务实施打下了坚实的基础。
此外,为适应月背降落,嫦娥六号制导导航与控制系统针对新的轨道以及鹊桥二号中继星通信部分进行了适应性调整。由于嫦娥六号相比嫦娥五号要消耗更多的推进剂,研制人员对系统进行了针对性调整、优化和升级,确保了落月精度又兼顾了资源使用的经济性。
“泊车雷达”实现精准测距
着陆月背不能没有距离和速度信息的支持,否则嫦娥六号着陆器便会如同“盲人骑瞎马”。针对这一痛点,中国航天科技集团五院西安分院研制的微波测距测速敏感器,成为嫦娥六号着陆器的“泊车雷达”。
科研人员介绍,“泊车雷达”在着陆器接近月球表面时开始工作,会细致测量各项数据并进行精确信息传递,以便使着陆器判断着陆点和降落速度,确保嫦娥六号控制身姿顺利“泊车”,为安全精准着陆提供可靠保障。
落月的关键在于平稳。嫦娥六号着上组合体在落月时,撞击月面会形成较大的冲击载荷,必须设计相应的着陆缓冲机构,保证探测器不翻倒、不陷落。
为经受住“最后一落”的冲击,中国航天科技集团五院529厂为嫦娥六号定制了4条轻质、高强的“腿”,即着陆缓冲机构。
专家介绍,嫦娥六号每条着陆腿都由一个主腿、两个副腿和一个足垫组成,各有分工,各司其职。在着陆前,采用了新型高强合金材料并作了特殊材料填充的主副腿协同工作,可在着陆时安全地支撑住探测器的身体,将各种冲击力传递、吸收。
除了着陆缓冲机构,嫦娥六号着陆器还搭配了4个被称为“足垫”的圆形“大脚掌”。其盆状结构以及设计巧妙的“足弓”,可以起到更好的缓冲作用,防止探测器在着陆月背时摔倒,提升嫦娥六号落月时的舒适“脚感”。
在着陆器的动力下降阶段,中国航天科技集团五院510所研制的着陆缓冲机构信号装置也派上了用场。研制人员介绍,当着陆器到达月球表面预定高度时,该设备就会被触发并产生信号,着陆器明确自身的展开状态,准备在月面着陆。落月信号装置会在着陆“足垫”接触月面时,受月面反作用力触发开关,关闭反推发动机,从而保证探测器安全平稳落下。
落月后,嫦娥六号传回了着陆影像,并正式开始持续约2天的月背采样工作。完成月面工作后,嫦娥六号将踏上回家的旅程。葛平介绍,经过上升器月面起飞上升、轨返组合体与上升器完成交会对接等环节后,嫦娥六号将着陆于内蒙古自治区四子王旗预定着陆区,完成这场历时50多天的地月往返之旅。
《 人民日报 》( 2024年06月03日 11 版)
(责编:杨光宇、胡永秋)