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        中國航天人如何遙控月球“挖掘機”?

        崔霞 文為明 王剛
        2024年06月05日07:53 | 來(lái)源:央視新聞客戶(hù)端
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        這次嫦娥六號承擔的任務(wù),是去38萬(wàn)公里之外的月球背面采樣返回。38萬(wàn)公里有多遠?如果我們乘坐高鐵去月球,以300公里左右的平均時(shí)速,大約需要53天才能到達。嫦娥六號任務(wù),相當于在38萬(wàn)公里之外遙控一臺月球“挖掘機”,難度之大在人類(lèi)歷史上前所未有。中國航天人是怎么來(lái)解決這個(gè)世界級難題的呢?

        6月2日早晨6時(shí)23分,嫦娥六號著(zhù)陸器和上升器組合體,成功著(zhù)陸于月球背面南極-艾特肯盆地的預選著(zhù)陸區。著(zhù)陸成功,只是完成了這次月面工作任務(wù)的關(guān)鍵第一步,馬上要進(jìn)行的采樣任務(wù),更為艱巨。

        根據嫦娥六號拍攝傳回的著(zhù)陸區影像圖,在中國航天科技集團五院的地面實(shí)驗室里,科研人員迅速地還原了著(zhù)陸點(diǎn)周?chē)牡孛。還原后的地貌,要求跟嫦娥六號在月球表面的著(zhù)陸區完全一致。

        這里也被稱(chēng)為嫦娥六號的“預訓練場(chǎng)”。因為落月后,嫦娥六號并不是直接開(kāi)始取樣,而是要先通過(guò)在這里進(jìn)行試驗驗證,并把操作指令上傳到月球后,才開(kāi)始實(shí)際采樣。

        在現場(chǎng)記者注意到,采樣封裝分系統副主任設計師金晟毅拿著(zhù)一個(gè)小本子,一直在反復地翻。

        中國航天科技集團 金晟毅:本上記錄了我們之前歷來(lái)所使用的一些經(jīng)驗教訓和一些理論依據,對我們的參考作用是非常明顯的。

        記者:38萬(wàn)公里之外遙控“開(kāi)挖掘機”,有多難?

        中國航天科技集團 金晟毅:難度其實(shí)肯定是非常大的,畢竟也是人類(lèi)首次,但是熟能生巧,我們都有驗證器,在驗證器基礎上,我們經(jīng)過(guò)了成百上千次的這種反復演練練習,所以說(shuō)才會(huì )比較有信心去執行這樣的任務(wù)。

        在這群年輕的面孔中,記者發(fā)現了一位熟悉的老航天人:中國科學(xué)院院士葉培建。2004年,我國探月工程立項,當時(shí)已經(jīng)年近60歲的葉培建擔任“嫦娥一號”衛星總設計師兼總指揮。20年來(lái),“嫦娥”工程的每一次任務(wù),他從未缺席。嫦娥四號著(zhù)陸月球背面,嫦娥六號去月背采樣,都是他最先提出來(lái)的。

        中國航天科技集團 中國科學(xué)院院士 葉培建:到(月球)背面采樣,這是世界的第一次。我們中國科學(xué)家如果最后能夠拿到月背采回的月壤來(lái)做科學(xué)研究,這將會(huì )出很多科技成果。航天的產(chǎn)品有這么一個(gè)特點(diǎn):一次成功不代表次次成功,我們要次次成功,還是要付出很大的努力的。

        鉆取過(guò)程持續了約3個(gè)小時(shí),獲取了月球背面不同深度的月壤樣品。

        嫦娥六號任務(wù)副總設計師 王瓊:我們是希望獲得月壤以下一定深度的樣品,并且保持它的層序,科學(xué)家們能夠對它開(kāi)展研究,能夠研究月面以下的樣品的信息更加豐富。

        與鉆取不同,表取是使用機械臂,通過(guò)表面鏟取的方式來(lái)采集月球樣品,實(shí)現多點(diǎn)的自動(dòng)采樣。為此,科研人員設計了十多個(gè)表取采集點(diǎn)位。

        這次月背采樣,由鵲橋二號中繼星提供通信支持。跟嫦娥五號相比,中繼星支持地月之間聯(lián)系的時(shí)間,由48小時(shí)縮短到40小時(shí)。任務(wù)時(shí)間縮短,也讓嫦娥團隊要設法提高采樣效率,跟嫦娥五號比,嫦娥六號在智能化和自主化方面有了很大的改進(jìn)。

        中國航天科技集團 馬如奇:采樣任務(wù)從一開(kāi)始的時(shí)候,只要是你發(fā)一條指令,然后它就把整個(gè)任務(wù)都給連貫起來(lái)了,然后比如說(shuō)像我們的觸月、采樣,然后到放樣,整個(gè)過(guò)程中只需要一條指令把它就全給連起來(lái)全部執行了。有很多中間狀態(tài)的一些遙測參數都不需要人工去判讀,智能化的軟件在后面就可以判讀了,這樣的話(huà)就效率提高了。

        從月面傳回的監控錄像上看,表取采樣的過(guò)程看似波瀾不驚,但實(shí)則不少操作都驚險萬(wàn)分。表取過(guò)程中,就遇到了難題。

        中國航天科技集團 賈曉宇:今天出現了一個(gè)光線(xiàn)比較差的情況,導致我們準備的A方案實(shí)際上當時(shí)精度已經(jīng)達不到要求了。

        賈曉宇在任務(wù)中負責的是圖像分析和機械臂的精調。盡管做足了各種準備,但降落點(diǎn)月面光線(xiàn)比預想的暗,影響了采樣過(guò)程機械臂操作的判讀。經(jīng)過(guò)反復精調,機械臂的鏟挖精度終于恢復到了正常水平。

        中國航天科技集團 賈曉宇:我當時(shí)一點(diǎn)都不慌,因為其實(shí)除了那種方法,我們還備了另外兩種方法進(jìn)行調整,只是可能代價(jià)是時(shí)間稍微長(cháng)一點(diǎn),但是其實(shí)我當時(shí)心里是非常有底的。

        中國航天科技集團 金晟毅:雖然說(shuō)是看起來(lái)很驚險萬(wàn)分,實(shí)際上對我們來(lái)說(shuō)也是十拿九穩的一件事情。因為我們做過(guò)很多的驗證測試,我們可靠性都能達到非常高的一種水平。

        讓航天人意想不到的是,表取結束后,月面出現了一個(gè)“中”字。

        中國航天科技集團 賈曉宇:最開(kāi)始選采樣點(diǎn)只是根據表面看到的圖形選出來(lái)的,鏟挖的時(shí)候再翻出一些新的感興趣的樣品來(lái),然后我們會(huì )根據翻出來(lái)的樣品來(lái)動(dòng)態(tài)調整我們采樣點(diǎn)的位置,“中”字的斜的收筆和“中”字的頭部其實(shí)就是這樣產(chǎn)生的。本來(lái)我們可能除了“中”字之外還會(huì )多鏟幾鏟,但是最后發(fā)現“中”字的最后一筆形成以后,正好這個(gè)樣品容器也幾乎要滿(mǎn)了。各種意外催成了一個(gè)“中”字的產(chǎn)生,可能是注定中國要在月球上留下自己的印記。

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        (責編:李慧博、孫娜)

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