“小時(shí)不識(shí)月，呼作白玉盤,?！碧拼笤娙死畎自谒摹豆爬试滦小芬辉娭校瑢懗隽撕⑼壑械脑铝?。直到今天,，我們對這個(gè)“近鄰”的認(rèn)識(shí)依然有限，尤其是“白玉盤”的另一面——月背,。
從科學(xué)意義上講,，月球由于自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期相同，加之被地球潮汐鎖定,，永遠(yuǎn)只有一面朝向地球,。那么，月球的背面究竟藏著哪些不為人知的秘密,？
嫦娥六號(hào)探測器
65年前的1959年,，蘇聯(lián)月球3號(hào)探測器拍到月球背面第一張影像圖，盡管分辨率很低,，但由此揭開了月背的神秘面紗,；3年后,，美國徘徊者4號(hào)探測器以硬著陸方式撞擊月背，但遺憾的是并未傳回任何數(shù)據(jù),。
此后的數(shù)十年間,，雖然有多個(gè)國家的探測器拍攝到月背的“芳容”，但真正實(shí)現(xiàn)航天器月背軟著陸的目前只有中國,。
2019年年初,，中國的“嫦娥四號(hào)”實(shí)現(xiàn)人類航天器首次在月背巡視探測；2020年年底,，“嫦娥五號(hào)”實(shí)現(xiàn)月球正面無人采樣返回,；2024年5月3日，在前期技術(shù)積累和充分論證的基礎(chǔ)上,，“嫦娥六號(hào)”向月球進(jìn)發(fā)——開啟了人類航天器首次月背采樣返回的征程,。
為何要去月背采樣？ “一方面是人們對月背特別好奇,，想了解不知道的東西,；另一方面，‘嫦娥四號(hào)’去了以后,，其傳回的種種科學(xué)數(shù)據(jù)顯示,，月球背面確實(shí)存在很多不同于月球正面的科學(xué)現(xiàn)象，特別需要獲取樣品,，供科研人員進(jìn)一步研究,。”中國探月工程四期總設(shè)計(jì)師,、中國航天科技集團(tuán)有限公司科技委副主任于登云院士一語中的,。
嫦娥六號(hào)探測器各組成部分示意圖
嫦娥六號(hào)任務(wù)的預(yù)選著陸和采樣區(qū)是月球背面南極-艾特肯盆地。這個(gè)被公認(rèn)為月球上最大,、最古老,、最深的盆地，直徑約2500公里,，堪比昆侖山脈的長度,，深度約13公里，比馬里亞納海溝更深,。
“嫦娥四號(hào)”就著陸于該盆地的馮·卡門撞擊坑內(nèi),。在嫦娥四號(hào)任務(wù)中，科研人員開展了月球背面巡視區(qū)形貌和礦物組分研究,、月基低頻射電天文觀測與研究等,。
其中，利用“嫦娥四號(hào)”就位光譜探測數(shù)據(jù),，中國科研團(tuán)隊(duì)證明了南極-艾特肯盆地存在以橄欖石和低鈣輝石為主的深部物質(zhì),，為解答有關(guān)月幔物質(zhì)組成的問題提供了直接證據(jù)。
此次“嫦娥六號(hào)”計(jì)劃著陸于南極-艾特肯盆地東北部的阿波羅撞擊坑邊緣,。如果把月球一剖為二,，以月核為圓心，月球背面南半球“嫦娥六號(hào)”的落點(diǎn)與月球正面北半球“嫦娥五號(hào)”的落點(diǎn)將大致呈現(xiàn)出中心對稱關(guān)系,。
待月背樣品被帶回地球,，科研人員將之與“嫦娥五號(hào)”采集的樣品進(jìn)行比照研究，將有助于進(jìn)一步分析月壤的結(jié)構(gòu),、物理特性,、物質(zhì)組成等，并深化對月球成因和演化歷史的認(rèn)識(shí),。
然而,，去月背“挖土”，豈是容易的事,？
一方面,，月背無法與地球直接通信，需要首先解決探測器和地球之間的測控通信及數(shù)據(jù)傳輸問題,；另一方面,，月背遍布大大小小的隕石坑，地形復(fù)雜,，起伏較大,，探測器著陸下降、開展月面工作,、起飛上升等環(huán)節(jié)都存在很大風(fēng)險(xiǎn),。
越是艱險(xiǎn)越向前。今年3月,，鵲橋二號(hào)中繼星成功發(fā)射,。這座地月新“鵲橋”是月背采樣返回和南極探測任務(wù)中探測器與地球通信的唯一通道，為“嫦娥六號(hào)”開展著陸探測和采樣返回提供可靠通信保障,。
鵲橋二號(hào)中繼星在軌運(yùn)行效果圖
在“嫦娥六號(hào)”為期約53天的任務(wù)周期內(nèi),，逆行軌道、智能采樣,、月背起降是最為重要的幾道“雄關(guān)險(xiǎn)隘”,。
3年多前，降落在月球正面的嫦娥五號(hào)探測器采用環(huán)月順行軌道,，沿著月球自轉(zhuǎn)方向,，從西向東飛行。而“嫦娥六號(hào)”則采用環(huán)月逆行軌道,，也就是從東向西飛行,，以此適應(yīng)月球背面的采樣任務(wù),。
在采樣過程中，即使有中繼星加持,，當(dāng)中繼星飛行至月球正面時(shí),，嫦娥六號(hào)著陸器與上升器組合體還是會(huì)有幾個(gè)小時(shí)處于“失聯(lián)”狀態(tài)。為此,，研制團(tuán)隊(duì)通過提高探測器的自主控制能力,，進(jìn)行了智能采樣設(shè)計(jì)，省去了幾百條上行指令,，大大提高月面工作效率,。
相比月球正面豐富的探測經(jīng)驗(yàn)，人類對月球背面知之甚少,，起伏不平的地形地貌對探測器安全軟著陸提出了更高要求,。“嫦娥六號(hào)”采用了多脈沖軌道控制策略,，通過精確的自動(dòng)化設(shè)計(jì)方式,，使探測器如期到達(dá)預(yù)定著陸區(qū)。完成工作后,，它還要從月面起飛,，將“成果”順利運(yùn)回地球。
回望人類探月歷程,，月球之上已經(jīng)留下許多足跡,。這一次，“嫦娥六號(hào)”即將翩然落下,，再次創(chuàng)造人類探月的新高度,。（胡藍(lán)月 劉淮宇）
