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?月背土壤第一抔 嫦娥六號(hào)“絲滑”采回家

2024-06-26 04:03:28大公報(bào) 作者:劉凝哲
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  圖:6月25日14時(shí)7分,嫦娥六號(hào)返回器攜帶來(lái)自月背的月球樣品安全著陸在內(nèi)蒙古四子王旗預(yù)定區(qū)域,探月工程嫦娥六號(hào)任務(wù)取得圓滿成功。\新華社

  歷時(shí)53天、38萬(wàn)公里的太空往返之旅,中國(guó)嫦娥六號(hào)取回人類第一抔來(lái)自月球背面的古老月壤平安返回地球!國(guó)家航天局宣布,2024年6月25日14時(shí)07分,嫦娥六號(hào)返回器準(zhǔn)確著陸于內(nèi)蒙古四子王旗預(yù)定區(qū)域,工作正常,標(biāo)志著探月工程嫦娥六號(hào)任務(wù)取得圓滿成功,實(shí)現(xiàn)世界首次月球背面采樣返回。后續(xù),珍貴的月背樣品將空運(yùn)至北京開(kāi)艙,后續(xù)開(kāi)展樣品儲(chǔ)存、分析和研究相關(guān)工作。未來(lái),科研人員將對(duì)來(lái)自月球正面和背面的樣品開(kāi)展對(duì)比研究,對(duì)于揭開(kāi)月球演化歷史之謎有重大意義。

  月壤將有助揭開(kāi)月球演化之謎

  25日13時(shí)20分許,北京航天飛行控制中心通過(guò)地面測(cè)控站向嫦娥六號(hào)軌道器和返回器組合體注入高精度導(dǎo)航參數(shù)。此后,軌道器與返回器在距南大西洋海平面高約5000公里處正常解鎖分離,軌道器按計(jì)劃完成軌道規(guī)避機(jī)動(dòng)。

  13時(shí)41分許,嫦娥六號(hào)返回器在距地面高度約120公里處,以接近第二宇宙速度(約為11.2千米/秒)高速在大西洋上空第一次進(jìn)入地球大氣層,實(shí)施初次氣動(dòng)減速。下降至預(yù)定高度后,返回器在印度洋上空向上跳出大氣層,到達(dá)最高點(diǎn)后開(kāi)始滑行下降。之后返回器再次進(jìn)入大氣層,實(shí)施二次氣動(dòng)減速。

  護(hù)寶歸來(lái) 上演“太空水漂”

  在返回階段,如何減速是安全到家的關(guān)鍵。為此,科研人員設(shè)計(jì)了“半彈道跳躍式返回”,也就是返回器在大氣層中“打水漂”的方式,將珍貴月背樣本安全送達(dá)。其中最大風(fēng)險(xiǎn)在于第一次進(jìn)入大氣層。在這個(gè)過(guò)程中,大氣一方面要提供阻力,降低返回器的速度,又要提供升力,讓返回器在適當(dāng)降速后能夠順利躍起,按規(guī)劃路徑精準(zhǔn)返回。指揮嫦娥六號(hào)返回器完成這一高難度動(dòng)作的是中國(guó)航天科技集團(tuán)五院502所研制的GNC(制導(dǎo)導(dǎo)航與控制)系統(tǒng)。

  在降至距地面約20公里高度時(shí),返回器轉(zhuǎn)入開(kāi)傘姿態(tài)。約10公里高度時(shí),返回器打開(kāi)降落傘,完成最后減速并保持姿態(tài)穩(wěn)定,隨后準(zhǔn)確在預(yù)定區(qū)域平穩(wěn)著陸。負(fù)責(zé)搜索回收任務(wù)的發(fā)射場(chǎng)與回收系統(tǒng)技術(shù)人員,根據(jù)北京中心通報(bào)的落點(diǎn)位置信息,規(guī)劃行動(dòng)路徑,開(kāi)展返回器搜索,及時(shí)發(fā)現(xiàn)目標(biāo),確認(rèn)返回器狀態(tài)正常,有序開(kāi)展回收工作。

  國(guó)家航天局表示,按計(jì)劃,回收后的嫦娥六號(hào)返回器在完成必要的地面處理工作后,將空運(yùn)至北京開(kāi)艙,取出樣品容器及搭載物。國(guó)家航天局將擇機(jī)舉行交接儀式,正式向地面應(yīng)用系統(tǒng)移交月球樣品,后續(xù)開(kāi)展樣品儲(chǔ)存、分析和研究相關(guān)工作。

  萬(wàn)事俱備 靜待“天外來(lái)客”

  據(jù)報(bào)道,位于中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)的月球樣品實(shí)驗(yàn)室即將迎來(lái)人類第一批月背樣本,并進(jìn)行存儲(chǔ)、管理和研究。據(jù)介紹,實(shí)驗(yàn)室由外及里共分為三個(gè)房間,嫦娥六號(hào)月球樣品抵達(dá)后,將在第一個(gè)房間進(jìn)行解封,在第三個(gè)房間專門存儲(chǔ)。目前,實(shí)驗(yàn)室已完成一系列準(zhǔn)備工作,從樣品解封到分樣存儲(chǔ)以及后續(xù)分發(fā)、研究各個(gè)環(huán)節(jié)所用到的工具都已準(zhǔn)備完畢,分析設(shè)備調(diào)試到位。

  專家表示,月球正面和背面在地形、地貌、地質(zhì)成分等方面存在很大不同,嫦六實(shí)現(xiàn)人類首次月球背面取樣,將豐富現(xiàn)有的月球表面樣本庫(kù)。未來(lái),科研人員將對(duì)來(lái)自月球正面和背面的樣品開(kāi)展對(duì)比研究,對(duì)于揭開(kāi)月球演化歷史之謎有重大意義。

  嫦六重返地球歷經(jīng)4大考驗(yàn)

  減速

  返回器在距地面高度約120公里處,以接近第二宇宙速度(約11.2千米/秒)高速在大約大西洋上空第一次進(jìn)入地球大氣層,實(shí)施初次氣動(dòng)減速。當(dāng)下降至預(yù)定高度后,返回器在大約印度洋上空跳出大氣層,到達(dá)最高點(diǎn)后滑行下降。之后,返回器再次進(jìn)入大氣層,實(shí)施二次氣動(dòng)減速。

  降溫

  在減速過(guò)程中,嫦娥六號(hào)返回器面臨摩擦帶來(lái)的極端高溫。嫦娥六號(hào)返回器采用的是一種蜂窩結(jié)構(gòu)的防熱層,里面填充了耐燒蝕材料。在高溫下,這種材料能夠有效隔絕熱流,像是給返回器穿上了一件防熱服。

  黑障

  航天器在高速進(jìn)入大氣層時(shí),周圍會(huì)產(chǎn)生電離現(xiàn)象,形成一個(gè)等離子氣體層,航天器和地面的通信聯(lián)系中斷,這個(gè)區(qū)間就是黑障區(qū)。雖說(shuō)只有幾分鐘時(shí)間,卻是歸途上最讓人揪心的一段路。

  開(kāi)傘

  在降至距地面約20公里高度時(shí),返回器轉(zhuǎn)入開(kāi)傘姿態(tài)。在降至距地面約10公里高度時(shí),返回器打開(kāi)降落傘,以兩級(jí)減速的方式,綻放兩次“紅白傘花”,完成最后減速并保持姿態(tài)穩(wěn)定,隨后準(zhǔn)確在預(yù)定區(qū)域平穩(wěn)著陸。

  月壤一抔星河萬(wàn)年

  問(wèn): 嫦六帶回的“土特產(chǎn)”有多寶貴?

  答:此次嫦六選取了月球上最大、最深、最古老的撞擊坑南極─艾特肯盆地進(jìn)行采樣,科學(xué)家推測(cè),曾有一顆小行星或彗星高速撞擊過(guò)該區(qū)域,將月球內(nèi)部的部分地幔物質(zhì)掀到了月面,嫦娥六號(hào)的樣品地質(zhì)年齡預(yù)期將達(dá)到40億年。該盆地的鐵、鈦等元素豐度較高,其他礦石也比周圍更豐富,在此采集樣本并研究,對(duì)于揭開(kāi)月球演化歷史之謎有重大意義。

  問(wèn):月球南極“藏”了什么?

  答:根據(jù)美國(guó)LCROSS探測(cè)器在2009年撞擊月球南極卡比厄斯撞擊坑的數(shù)據(jù),該撞擊坑中存在水冰物質(zhì)的證據(jù)。直接拿到月球南極附近區(qū)域的真實(shí)月壤樣本,對(duì)于掌握水資源在月面的真實(shí)含量有重要幫助,至少可以確定嫦娥六號(hào)登陸點(diǎn)是否有水冰。如果有,便可作為未來(lái)載人登月或者月面棲息地的預(yù)選區(qū)。

  問(wèn):月壤能用來(lái)做什么?

  答:含玻璃成分,具良好的玻璃形成能力,未來(lái)或可就地取材加工生產(chǎn)建材,建設(shè)月球基地;核聚變資源,富含地球上稀缺的氦-3,而氦-3被視為未來(lái)重要的清潔聚變資源之一;提取氧氣燃料,香港中大(深圳)參與的研究發(fā)現(xiàn),月壤活性化合物可將月球水資源轉(zhuǎn)化為氧氣和燃料。

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