6月25日，天清氣朗。茫茫戈壁，一朵紅白相間的傘花從天而降，嫦娥六號返回器如期降落在內(nèi)蒙古四子王旗，為人類帶回第一份來自月球背面的“禮物”。這份珍貴“禮物”是我國從月球背面南極-艾特肯盆地采集而來的月壤，填補(bǔ)了人類獲取月球背面樣品的空白，將為人類探索月球作出新貢獻(xiàn)。
嫦娥六號任務(wù)圓滿成功之際，中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習(xí)近平發(fā)來賀電，代表黨中央、國務(wù)院和中央軍委，向探月工程嫦娥六號任務(wù)指揮部并參加任務(wù)的全體同志致以熱烈祝賀和誠摯問候。習(xí)近平在賀電中指出，嫦娥六號在人類歷史上首次實(shí)現(xiàn)月球背面采樣返回，是我國建設(shè)航天強(qiáng)國、科技強(qiáng)國取得的又一標(biāo)志性成果。
今年，探月工程四期月背采樣返回任務(wù)的大幕在海南文昌開啟。3月20日，鵲橋二號中繼星乘坐長征八號運(yùn)載火箭升空，作為探月四期后續(xù)工程的“關(guān)鍵一環(huán)”，為不久后升空的嫦娥六號探測器提供地月通信支持；5月3日，長征五號運(yùn)載火箭托舉嫦娥六號探測器奔向月球，目標(biāo)是將月球背部的樣品帶回地球。
我國探月工程嫦娥系列探測器、中繼星及其發(fā)射使用的長征系列運(yùn)載火箭均由中國航天科技集團(tuán)有限公司研制。集團(tuán)公司黨組堅(jiān)定航天報(bào)國志向，堅(jiān)定航天強(qiáng)國信念，把探月工程四期任務(wù)視為全年宇航任務(wù)的重中之重，全力以赴完成任務(wù)目標(biāo)。
從月球正面到月球背面，從巡視探測到采樣返回，從航天器探月到載人登月，中華民族正一步一步實(shí)現(xiàn)“敢上九天攬?jiān)隆钡膲粝?，?xí)近平總書記的殷殷囑托必將勉勵(lì)中國航天人在探索浩瀚宇宙的征程中再立新功。
月背一抔土 探月一大步
53天，11個(gè)飛行階段，嫦娥六號探測器飛抵38萬公里外的月球，著陸在月球背面的南極-艾特肯盆地區(qū)域，順利采集月壤并將其送回地球，完成了人類航天器的首次月背采樣返回之旅，這也標(biāo)志著中國航天在“一步一個(gè)腳印開啟星際探測新征程”的奮斗中揭開了新的一頁。
就在習(xí)近平總書記給空間站建造青年團(tuán)隊(duì)回信勉勵(lì)新時(shí)代航天人“為我國航天科技實(shí)現(xiàn)高水平自立自強(qiáng)再立新功”2周年之際，5月3日17時(shí)27分，長征五號運(yùn)載火箭在中國文昌航天發(fā)射場冒雨出征，準(zhǔn)確把嫦娥六號探測器送入地月轉(zhuǎn)移軌道。
嫦娥六號探測器是我國迄今最重的深空探測航天器，主要由軌道器、著陸器、返回器、上升器4個(gè)部分組成。其主要科學(xué)目標(biāo)是開展月球背面著陸區(qū)的現(xiàn)場調(diào)查和分析，并對月球背面樣品開展分析與研究。
航天科技集團(tuán)嫦娥六號探測器研制人員介紹，此次任務(wù)可以形象地描述為“去、下、上、回、入”。軌道器主要負(fù)責(zé)“去和回”，飛到月球背面去和返回地球；著陸器主要負(fù)責(zé)“下”，落到月球背面上并進(jìn)行樣品采集；上升器主要負(fù)責(zé)“上”，攜帶采集的樣品從月球背面飛起來；返回器主要負(fù)責(zé)“入”，攜帶月壤再入返回地球。
經(jīng)過20多天的飛行，嫦娥六號在6月2日至3日圍繞月背采樣開展了一系列關(guān)鍵動(dòng)作。在地面試驗(yàn)室和飛控大廳，嫦娥六號研制團(tuán)隊(duì)通宵達(dá)旦、聚精會神地工作，只為確保“六姑娘”的每一項(xiàng)操作都在掌握中。
6月2日清晨，嫦娥六號完成繼嫦娥四號之后的世界第2次月背降落；6月2日中午，完成世界首次月球背面樣品鉆取；6月3日清晨，完成世界首次月球背面樣品表取及樣品封裝；6月4日清晨，完成世界首次航天器在月球背面起飛。
月球由于被地球潮汐鎖定，其自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期相同，所以永遠(yuǎn)只有一面朝向地球。為了解決月背通信問題，今年3月鵲橋二號中繼星成功發(fā)射，成為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。
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)，嫦娥六號著陸器與上升器組合體還是會有幾個(gè)小時(shí)處于失聯(lián)狀態(tài)。為此，研制團(tuán)隊(duì)通過提高嫦娥六號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。
要順利取得寶貴的月壤，離不開一系列關(guān)鍵核心技術(shù)的支撐。在嫦娥五號任務(wù)的基礎(chǔ)上，研制團(tuán)隊(duì)精心設(shè)計(jì)了鉆取和表取結(jié)合的“挖土”模式，并且為嫦娥六號探測器裝備了鉆取采樣裝置、表取采樣裝置、表取初級封裝裝置和密封封裝裝置等“挖土神器”，讓高難度的月背“挖土”更穩(wěn)妥順暢。
“我看‘中’！”微博賬號“嫦娥六號月球探測器”發(fā)布微博，引來全民熱議。嫦娥六號在完成月背南極-艾特肯盆地的智能快速采樣后，將月球背面樣品封裝存放在上升器攜帶的貯存裝置中，經(jīng)過表取的月球表面呈現(xiàn)一個(gè)“中”字。同時(shí)，嫦娥六號著陸器攜帶的五星紅旗在月球背面成功展開，這是中國首次在月球背面獨(dú)立動(dòng)態(tài)展示國旗。
“這個(gè)‘中’字，并不是設(shè)計(jì)的，是表取采樣完成后，恰好出現(xiàn)了這么一個(gè)圖案?！毖兄茍F(tuán)隊(duì)成員說，看上去，嫦娥六號任務(wù)過程與嫦娥五號有相似之處，但實(shí)際上有很多不同，研制團(tuán)隊(duì)花了很多精力，做了大量改進(jìn)，可以實(shí)現(xiàn)精細(xì)控制，最終做到“指哪兒挖哪兒、讓挖多深挖多深”。
“月球上環(huán)境很特殊，沒有大氣，這里又是幾十億年前形成的地貌。我們的這個(gè)印記，可能會留在這里很久很久?！毖兄脐?duì)員們感慨。
習(xí)近平總書記指出，外層空間是人類共同的財(cái)富，探索、開發(fā)、和平利用外層空間是人類共同的追求。嫦娥六號飛抵環(huán)月軌道后，搭載的巴基斯坦立方星與軌道器在遠(yuǎn)月點(diǎn)附近分離，隨后成功拍攝第一幅影像。在嫦娥六號成功落月幾小時(shí)后，歐空局月表負(fù)離子分析儀、法國月球氡氣探測儀兩臺載荷已經(jīng)開機(jī)工作，意大利激光角反射器也完成部署。嫦娥六號任務(wù)既是中國外空探索的歷史性一步，也是人類和平利用外空的歷史性一步。
正如我國外交部發(fā)言人所言：了解和探索宇宙是全人類的共同夢想，和平利用外空將促進(jìn)全人類的共同福祉。我們愿在平等互利、和平利用、包容發(fā)展的基礎(chǔ)上，深入開展航天國際交流合作，同各國分享發(fā)展成果，共同探尋宇宙的奧秘。
鵲橋二號本領(lǐng)強(qiáng) 月背通信有保障
由于月球始終有一面背對地球，著陸在月球背面的探測器受到月球自身的遮擋，無法直接實(shí)現(xiàn)與地球的測控通信和數(shù)據(jù)傳輸，探月工程四期的任務(wù)開展、著陸探測以及采樣地點(diǎn)主要位于月球南極和月球背面地區(qū)，因此需要功能更廣、性能更強(qiáng)的中繼衛(wèi)星，架起地月通信的“橋梁”，解決月背探測的通信和數(shù)傳問題。
作為探月四期工程的“總開關(guān)”，3月20日，鵲橋二號中繼星在文昌航天發(fā)射場成功發(fā)射，隨后抵達(dá)環(huán)月凍結(jié)軌道。它來接替鵲橋中繼星支持嫦娥四號任務(wù)，并為嫦娥六號、七號、八號提供任務(wù)支撐，共計(jì)為10余個(gè)探測器提供中繼通信服務(wù)。
為了確保月背通信“不掉線”，并保證后續(xù)深空探測任務(wù)的順利開展，鵲橋二號研制團(tuán)隊(duì)充分借鑒此前研制發(fā)射鵲橋中繼星的經(jīng)驗(yàn)，堅(jiān)持高水平科技自立自強(qiáng)，抓總研制了水平更高、服務(wù)更優(yōu)、性能更強(qiáng)大的鵲橋二號中繼星。
嫦娥六號月背采樣期間，鵲橋二號中繼星運(yùn)行在24小時(shí)周期的環(huán)月大橢圓凍結(jié)軌道上，近月點(diǎn)距離月球北極約幾百公里，遠(yuǎn)月點(diǎn)在月球南極上空約1.6萬公里，非常適合為嫦娥六號任務(wù)提供服務(wù)。在這條軌道上，鵲橋二號每天可以為嫦娥六號提供超過18小時(shí)的中繼通信覆蓋時(shí)間。
在環(huán)月凍結(jié)軌道上，鵲橋二號中繼星不僅能提高通信速率，大幅提高對月球南極區(qū)域的通信覆蓋能力，還可以節(jié)省燃料，保證在該軌道上長期駐留。
在本次任務(wù)中，鵲橋二號中繼星實(shí)現(xiàn)了把同時(shí)接收探測器的數(shù)據(jù)傳輸通道從鵲橋中繼星的2路提高到了10路，在大幅增加傳輸通道的基礎(chǔ)上大幅提升了通信速率，前向鏈路（從中繼星到月面探測器）和返向鏈路（從月面探測器到中繼星）的最高碼速率均比鵲橋中繼星提高了近10倍。為了滿足科學(xué)載荷的大數(shù)據(jù)量傳輸需求，研制團(tuán)隊(duì)將鵲橋二號中繼星對地?cái)?shù)據(jù)傳輸鏈路的最高碼速率提高了近百倍，實(shí)現(xiàn)通信速率“快到飛起”。
針對用于接收月面探測器數(shù)據(jù)的返向中繼鏈路，研制人員還為鵲橋二號設(shè)計(jì)了多種碼速率，并能夠根據(jù)需要切換。為了支持后續(xù)月球探測任務(wù)，鵲橋二號還具有很強(qiáng)的靈活性和任務(wù)擴(kuò)展能力，星上用于中繼通信的軟件大部分都可以在軌升級，能夠靈活適應(yīng)后續(xù)新的任務(wù)需求，是名副其實(shí)的“服務(wù)之星”。
“長征家族”接力飛天 探月工程連戰(zhàn)連捷
3月20日，長征八號運(yùn)載火箭成功發(fā)射鵲橋二號中繼星，探月工程再啟新征程。
5月3日，長征五號運(yùn)載火箭成功發(fā)射嫦娥六號探測器，世界首次月背采樣返回任務(wù)正式拉開序幕。
運(yùn)載火箭作為進(jìn)入太空的運(yùn)載工具，是一切太空活動(dòng)的前提和基礎(chǔ)，也決定了中國太空探索事業(yè)的高度和空間。長征系列運(yùn)載火箭接力奔跑，托舉中華民族的探月夢想。
長征八號運(yùn)載火箭首次執(zhí)行探月軌道發(fā)射任務(wù)，火箭采用芯級捆綁兩枚液體助推器的兩級半構(gòu)型，全箭總長50.3米?；鸺w行24分鐘后，星箭分離，將鵲橋二號中繼星直接送入近地點(diǎn)高度200公里、遠(yuǎn)地點(diǎn)高度42萬公里的預(yù)定地月轉(zhuǎn)移軌道。
為了發(fā)射鵲橋二號中繼星，長征八號運(yùn)載火箭研制團(tuán)隊(duì)根據(jù)多窗口多彈道、低空高速飛行剖面等任務(wù)需求，對火箭進(jìn)行了設(shè)計(jì)改進(jìn)和優(yōu)化，擴(kuò)展了任務(wù)適應(yīng)性，提高了可靠性。不僅如此，長征八號運(yùn)載火箭還充分利用運(yùn)力，搭載發(fā)射了天都一號、天都二號通導(dǎo)技術(shù)試驗(yàn)星。
繼2020年11月24日護(hù)送嫦娥五號探測器奔月后，長征五號系列運(yùn)載火箭時(shí)隔3年多再次執(zhí)行深空探測任務(wù)。長征五號火箭研制團(tuán)隊(duì)針對箭上關(guān)鍵單機(jī)開展了大量可靠性增長工作，火箭可靠性顯著提升。同時(shí)，發(fā)射場流程持續(xù)優(yōu)化，由發(fā)射嫦娥五號探測器時(shí)的近60天縮減到43天。
由于地月相對位置不斷變化，一旦在發(fā)射窗口內(nèi)不能實(shí)施發(fā)射，嫦娥六號奔月就會受到影響。為了確?；鸺郎?zhǔn)時(shí)發(fā)射，長征五號火箭研制團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用“窄窗口多軌道”發(fā)射技術(shù)，為火箭在連續(xù)兩天、每天50分鐘的窗口內(nèi)設(shè)計(jì)了10條奔月軌道，提高發(fā)射概率和發(fā)射可靠性。
嫦娥六號探測器是嫦娥五號探測器的“姊妹”，但它比“姐姐”重了100公斤。嫦娥六號探測器需要進(jìn)入近地點(diǎn)200公里、遠(yuǎn)地點(diǎn)約38萬公里的地月轉(zhuǎn)移軌道，這對火箭的運(yùn)載能力提出了很高要求。長征五號火箭研制團(tuán)隊(duì)對箭上產(chǎn)品進(jìn)行了多項(xiàng)設(shè)計(jì)優(yōu)化和工藝改進(jìn)，成功幫助火箭“瘦身”，將長五火箭地月轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力提升100公斤，滿足了“乘客”要求。
自2007年起，長征三號甲系列、長征四號丙、長征五號、長征八號等6型運(yùn)載火箭完成了探月工程迄今全部發(fā)射。17年間，九戰(zhàn)全勝，為探月工程架起天梯，托舉中國人的探月夢想走得更遠(yuǎn)。后續(xù)，長征八號系列運(yùn)載火箭、長征五號系列運(yùn)載火箭還將承擔(dān)一系列宇航任務(wù)，進(jìn)入高密度發(fā)射階段。
探月工程四期由嫦娥四號、嫦娥六號、嫦娥七號和嫦娥八號4次任務(wù)組成。嫦娥四號實(shí)現(xiàn)了世界首次月球背面軟著陸巡視探測；嫦娥六號剛剛實(shí)現(xiàn)了人類首次月球背面采樣返回任務(wù)；后續(xù)，嫦娥七號和嫦娥八號將構(gòu)建月球科研站基本型，開展月球環(huán)境探測等任務(wù)。
追逐夢想、勇于探索、協(xié)同攻堅(jiān)、合作共贏，是探月精神的主要內(nèi)涵，也是航天科技集團(tuán)探月工程奮斗者們的生動(dòng)寫照。航天科技集團(tuán)將牢記習(xí)近平總書記殷切囑托，大力弘揚(yáng)探月精神，勇敢追逐夢想，勇于創(chuàng)新突破，勇攀科技高峰，敞開懷抱開展合作，向著深空探測科技前沿實(shí)干擔(dān)當(dāng)、勇毅前行，續(xù)寫中華民族“嫦娥奔月”的傳奇故事。
（胡藍(lán)月）
