嫦娥六號月背軟著陸背后的硬技術

6月2日6時23分，嫦娥六號著陸器和上升器組合體（以下簡稱“組合體”）在鵲橋二號中繼星支持下，成功著陸在月球背面南極—艾特肯盆地預選著陸區(qū)。

嫦娥六號落月任務是我國實施的第五次地外天體軟著陸、第四次月面軟著陸，以及第二次月背軟著陸。中國航天科技集團五院多項“硬核技術”支撐了此次落月任務成功實施。

月背著陸區(qū)選址面臨新挑戰(zhàn)

嫦娥六號的任務目標是實現人類首次月球背面自動采樣返回，其著陸區(qū)選擇直接關系到工程實施的風險控制、采樣樣品的科學成果產出等。相比月球正面，月球背面地形更為崎嶇，尤其是月球背面的南極—艾特肯盆地區(qū)域整體地勢較低且撞擊坑分布更多，光照和測控更易受到地形遮擋影響。這些因素都給嫦娥六號落月選址工作帶來了挑戰(zhàn)。

為了讓嫦娥六號能夠穩(wěn)穩(wěn)著陸月背，五院研制團隊對著陸區(qū)復雜地形地貌情況進行深入分析與確認，為組合體在月球表面尋找滿足安全著陸、月面工作、月面起飛等需求的區(qū)域。在確認著陸區(qū)后，研制團隊對著陸區(qū)的地形地貌、地質條件等進行了多輪復核與研究工作，保證選址區(qū)域分析完備、選址約束考慮全面、選址結果可信可用。

GNC系統(tǒng)自主實現“粗精接力避障”

此次嫦娥六號落月任務充分借鑒了我國多次地外天體軟著陸的成功經驗，再次展現了我國特有的“粗精接力避障”技術。

“嫦娥”家族使用的GNC（制導導航與控制）系統(tǒng)均由五院502所研制。該系統(tǒng)需要實時知道“我在哪兒”“我要去哪兒”和“我怎么去”。它就像落月過程中的駕駛員，要完成飛行軌跡控制、安全著陸點選擇、精準控制三項核心任務。

在下降過程中，嫦娥六號GNC系統(tǒng)需要自主選擇一個既符合著陸要求，又能滿足上升器月面起飛條件的落點，為后續(xù)的取土和起飛創(chuàng)造良好條件。為此，GNC系統(tǒng)會自主操控組合體邊降落邊快速調整姿態(tài)，對預定著陸區(qū)域進行拍照分析，并飛向選定區(qū)域。這是第一次避障，也被稱為“粗避障”。

在距離月面更近時，組合體實施短暫懸停，再次對月面拍照，精確避開障礙，選定最終落點。這是第二次避障，即“精避障”。之后，組合體飄移至落點正上方并垂直下降，至特定高度時關閉主發(fā)動機，利用著陸腿的緩沖機構實現軟著陸。

“泊車雷達”讓著陸更精準

月背著陸過程可以說是環(huán)環(huán)相扣、險象環(huán)生，距離和速度信息的支持，是決定任務成敗的重要一環(huán)。五院西安分院研制的微波測距測速敏感器，如同安裝在嫦娥六號著陸器上的“泊車雷達”。它在著陸器接近月面時開始工作，細致測量各項數據并精確傳遞，讓著陸器準確判斷著陸點和降落速度，為安全精準著陸提供可靠保障。

為應對著陸瞬間帶來的沖擊，五院529廠為著陸器量身定制了4條輕質、高強的著陸腿，學名叫“著陸緩沖機構”。每條著陸腿都由1個主腿、2個副腿和1個足墊組成，它們協(xié)同工作，能使嫦娥六號落月時更安全、更舒適。

（來源：《科技日報》）