作者：吴京平 董轶强
嫦娥六号去月球挖土，这是最近一段时间最受瞩目的科技新闻。但是，昨天发生的事情让关注嫦娥六号的小伙伴有些错愕。
嫦娥六号在 6 月 2 号成功降落月球，3 号执行了采样任务。本来小伙伴们还等着嫦娥六号能四平八稳地开展研究工作，最好能四处溜达溜达，拍拍照片，拍拍小视频，把月球背面的风土人情多传回一些。结果万没想到的是，嫦娥六号就像是一名专业的快递员一样，挖土、打包后转身就走，整个过程干净利落，让娥粉们措手不及——我们还没看清呢，你就挖完土飞走了？
没错，落月准，挖土快，起飞稳，这正是嫦娥六号月背挖土任务的行动纲领。一切都是计划的一部分。
要知道，虽然嫦娥五号与嫦娥六号的任务都是落月采样，但嫦娥六号的工作难度要比嫦娥五号大很多。原因是，在月球的背面着陆必须依赖鹊桥二号卫星的通信转播。即便如此，由于距离太远，信号太弱，嫦娥六号实时回传的视频仍然存在卡顿现象，视频帧率也并不太高。
温差、测控、光照、电源……在月球背面，处处都是最严酷的考验，只有速战速决，才是月背采样计划的最佳方案。
如果你没看懂嫦娥六号这套组合拳是怎么打的，那我们就从落月开始复盘一下。
2024 年 6 月 2 日早晨 6 点 09 分，嫦娥六号根据预先制定的飞行控制计划，完成了上升器着陆器组合体与返回器轨道器组合体的分离。从这一时刻开始，嫦娥六号就开始依靠自身的导航控制系统进入了自动落月过程。在此过程中，着陆器会向地球持续发送状态数据，如果数据一切正常，地面团队就不会进行指令干预。
上升器着陆器组合体的核心动力来自一套7500 牛顿变推力液体火箭发动机，该系统以其出色的推力调控精度而著称。在下降期间，发动机可以提供极为细腻的可变动力输出，从而确保上升器着陆器组合体能够根据月球表面的地形数据，完成平顺安全的自动导航和精准落月。
此外，它还搭载着多台高清晰度成像设备和激光探测设备，这些设备可以每秒捕捉并分析海量图像数据，实时辨识地形障碍，从而为最终着陆点的选择提供科学依据。
整个下降过程的每一秒钟，都是对航天器自主导航、精确制导及地面控制协同作业能力的极限挑战。
月球表面色彩单一，而显著的地形特征，如岩石或环形山，会在日照下投射出明显的阴影，成为地形初步识别的有效线索。
着陆点选址倾向平坦区域，因此，着陆器上搭载的高灵敏度摄像头，会实施初步的地形筛查。它一边下降，一边灵活调整轨迹，主动规避石块密集地带。这一基于影像的快速识别技术，其原理与自动驾驶系统异曲同工，不过在月球环境下，算法为月球表面进行了专门优化，更为聚焦与高效。
当组合体降至距离月面 100 米的高度时，更加精密的激光雷达就会被激活，开始生成地面三维数据。激光雷达技术同样广泛应用于自动驾驶，通过三维数据，嫦娥六号会进一步筛选地形，选定着陆的最佳地点。
在登月的视频中可以看到，在距离几米高的地方，出现了发动机突然关闭的现象，这导致上升器着陆器组合体突然“摔”了下去。这一瞬间惊心动魄，多亏四条着陆腿提供了超强的缓冲能力，嫦娥六号才安然无恙。
是发动机没有燃料了吗？当然不是。提前关闭主推进系统的目的，是为了避免发动机排出的气体对月壤造成扰动，让月球表面的土壤出现扰动。换成人话，就是怕发动机的喷气把着陆点的月壤吹跑，影响采样，所以才使用着陆腿完成月面着陆的最后一步。
除了落点精准以外，降落的过程对嫦娥六号的朝向也有要求。着陆器一侧是表面取样用的机械臂，而另一边则是打孔钻探用的钻头。由于月球没有大气，缺少大气散射，所以月球的阴影里是非常黑暗的。
为了看清表面土壤的结构，机械臂必须朝向阳光。为了帮助钻头散热，钻头就必须处于着陆器的阴影当中。
最开始完成的是打洞钻探。钻头是一个长达 2 米的空心套管，套管的一端还有一个类似卷起来的尼龙袋。当钻头钻入月岩，并且提取出一根长长的岩心时，尼龙袋就会慢慢展开，把岩心包装起来。尼龙袋包裹岩心的过程，就像是女孩子穿长筒丝袜一样。最后这根长长的尼龙袋还会盘曲起来，装进一个罐子，放入上升器中保存。
随后的表面取样阶段主要依赖安装在陆器侧面的两台摄像头完成。两台摄像头可以形成双眼立体视觉，对月球表面的采样区域进行 3D 成像，再把图像通过鹊桥卫星传回地面控制中心。此时，举着机械臂的着陆器就像是 38 万公里外的遥控式挖掘机，在地面控制中心的控制下，完成整个“挖土”的过程。
完成采集后，珍贵的月壤样本被送入着陆器内部的密封容器中。这一过程在高度洁净的环境中进行，以防止地球微生物污染，保证样本的原始性和科学价值。样品容器经过特殊设计，能承受后续返回地球过程中可能遇到的各种极端条件。
在样品封装完毕并确认无误后，着陆器与搭载样品的上升器进行最后的对接准备。这个步骤要求极高的精度和可靠性，确保两者之间的接口密封且稳固，为即将进行的月面起飞做足准备。
在上升器起飞之前，着陆器做了两件很有纪念意义的事情。
第一件事，是嫦娥六号释放了一个可以拍照的微型月球车，给着陆器和即将离开的上升器拍摄了一张合影。
第二件事情，是嫦娥六号在月球背面举行了一个小小的升旗仪式。国旗虽然面积不大，但里面的玄机却不小。为了确保这面国旗在月球背面极为恶劣的自然环境中长期保持鲜艳完整，工程师们把来自河北蔚县的玄武岩熔化，再拉成直径只有头发三分之一的细丝纺线织布，才制成了这面五星红旗。
在上升器带着月壤样本返回地球之后，这面红旗将会留在月球背面，成为中国宇航史上永远的纪念。将来我们普通人登上月球旅行的时候，这面鲜艳的五星红旗，将会是最重要的旅游景点之一。
一 END 一
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