攜帶月球樣品，成功進入預定環月軌道

付毅飛

據國家航天局消息，6月4日7時38分，嫦娥六號上升器攜帶月球樣品自月球背面起飛，隨后成功進入預定環月軌道。嫦娥六號完成世界首次月球背面采樣和起飛。

自6月2日成功著陸在月球背面南極-艾特肯盆地預選著陸區以來，嫦娥六號著陸器與上升器組合體出色完成了采樣封裝、展示國旗、拍照成像、科學探測等各項任務，盡顯真功夫。

鉆得動、封得住

智能采樣是嫦娥六號任務的核心環節之一。受限于月球背面中繼通信時長，嫦娥六號采用快速智能采樣技術，在20個小時內，完成采樣并按預定形式將樣品封裝存放在上升器攜帶的貯存裝置中。探測器經受住了月背溫差考驗，克服了測控、光照、電源等難題，通過鉆具鉆取和機械臂表取兩種方式，分別采集了月球樣品，實現了多點、多樣化自動采樣。

筆者從中國航天科技集團五院了解到，采樣和封裝過程中，科研人員在地面實驗室，根據鵲橋二號中繼星傳回的探測器數據，對采樣區的地理模型進行仿真并模擬采樣，為采樣決策和各環節操作提供支持。

針對更加復雜的月背環境，研制團隊在繼承嫦娥五號采樣封裝技術方案的基礎上，開展了大量分析、設計，以及試驗驗證工作，確保月背采樣“采得著、鉆得動、封得住、回得來”。

“鉆得動”是必須具備的能力。研制團隊通過對比多種設計方案，“百里挑一”確定了鉆頭、取芯機構以及相應構型。鉆頭設計為多個切削面，具備高硬度巖石鉆進能力，而且針對不同顆粒度月壤具備切削、撥、擠、排能力，從而在實現高效取芯的同時，具有良好的層序保持特性。

為保證取得的樣品在提芯過程中不發生掉落，封口器采用了扭轉密閉式結構，并設計使用了大應變材料，使其不僅封口簡單，還具有低力載、高可靠特點，長時間處于大變形承載狀態下也不會發生應力松弛現象。針對采集的月壤樣品具有可變形特征，研制團隊還設計了特殊的提芯拉繩，確保取芯軟袋具有確定的幾何形狀，方便樣品傳送和轉移。

五星紅旗在月背展開

表取作業完成后，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立動態展示國旗。這面國旗采用新型復合材料和特殊工藝制作而成。

月面溫差大、輻射強，普通材質的國旗難以滿足任務要求。研制團隊聯合武漢紡織大學等單位開展了玄武巖纖維旗面的研制攻關，陸續攻克了纖維成型、織物織造、印花染色以及旗面與展開機構適配等技術難題，使國旗能夠適應月球表面的惡劣環境。

筆者從中國航天科工集團了解到，研制團隊在嫦娥五號國旗展示系統基礎上進行了適應性改進，綜合考慮月面光線與旗面角度的變化，聯合有關單位開展了多輪方案評估和模擬月面成像試驗，保障國旗的最佳成像效果。

自主控制的月面起飛

月面起飛是實施月面采樣返回任務的一項關鍵動作。嫦娥六號從月球背面起飛，無法直接得到地面測控支持，需要在鵲橋二號中繼星輔助下，借助自身攜帶的特殊敏感器實現自主定位、定姿，與嫦娥五號相比，工程實施難度更大，需要強大的智能自主控制能力。

月面起飛的整個過程，都由五院502所研制的GNC（制導導航與控制）系統控制。進入起飛準備程序后，嫦娥六號開始進行自主的位置確定、自主的姿態確定和自主的起飛參數計算等。到了起飛時間，GNC系統控制上升器主發動機自行點火起飛。經歷垂直上升、姿態調整和軌道入射三個階段，經過約6分鐘、250公里飛行后，上升器準確進入了預定環月軌道。

后續，上升器將與在環月軌道上等待的軌道器和返回器組合體進行月球軌道的交會對接，并將月球樣品轉移到返回器中。軌道器和返回器組合體將環月飛行，等待合適的返回時機進行月地轉移。在地球附近，返回器將攜帶月球樣品再入大氣層，計劃降落在內蒙古四子王旗著陸場。