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智能采样顺利完成6月2日至3日，嫦娥六号顺利完成在月球背面南极-艾特肯盆地的智能快速采样，并按预定形式将珍贵的月球背面样品封装存放在上升器携带的贮存装置中。月背上“挖土”并不简单。这片区域是月球最古老、最大的陨石撞击坑，具有极高的科学价值。如何用最“省力”的方法采集最多的月壤，嫦娥六号探测器采用了两种办法。一是表取，就是用一个机械臂携带采样装置采集月球表面的土壤；二是钻取，就是用一根钻杆钻入月球表层预定深度，把较深层土壤采集出来，采样难度和不确定性更大。为此，中国航天科技集团公司中国空间技术研究院研制团队开展了大量地面试验与仿真分析。结合月壤特性，研制团队设计了“百里挑一”的独创钻头，确定了取芯机构方案以及相应构型，使其具备高硬度岩石的钻进能力。同时，针对不同颗粒度月壤切削、拨、挤、排能力，让钻头形成多个切削面，在实现高效取芯的同时，具有良好的层序保持特性。封装也是一个难点。月球表面为高真空、高低温、月尘综合环境，要将38万公里之外的月球样品在无人条件下进行打包封装，历经空间飞行，再入返回过程中经过力、热等复杂环境后不被地面环境污染，维持月球样品原态，这就需要一套专门的装置，在月表自动承接、密封样品。据了解，研制团队经过多方案的筛选验证，设计采用了特定的封口方案，采用扭转密闭式结构，并进行大应变材料设计。针对月壤样品具有可变形特征，还设计了特殊的提芯拉绳，确保取芯软袋具有确定的几何形状，方便样品传送和转移。采样和封装过程中，科研人员在地面实验室，根据鹊桥二号中继星传回的探测器数据，对采样区的地理模型进行仿真并模拟采样，为采样决策和各环节操作提供重要支持。中国首次在月球背面独立动态展示国旗着陆期间，嫦娥六号着陆器配置的降落相机、全景相机、月壤结构探测仪、月球矿物光谱分析仪等多种有效载荷正常开机，按计划开展了科学探测，在月表形貌及矿物组分探测与研究、月球浅层结构探测等科学探测任务中发挥重要作用。采样前，月壤结构探测仪还对采样区地下月壤结构进行了分析判断，为采样提供了数据参考。同时，嫦娥六号着陆器携带的欧空局月表负离子分析仪、法国月球氡气探测仪等国际载荷工作正常，开展了相应科学探测任务。其中，法国月球氡气探测仪在地月转移、环月阶段和月面工作段均进行了开机工作；欧空局月表负离子分析仪于月面工作段进行了开机工作。安装在着陆器顶部的意大利激光角反射器成为月球背面可用于距离测量的位置控制点。表面取样完成后，嫦娥六号着陆器携带的五星红旗在月球背面成功展开。这是中国首次在月球背面独立动态展示国旗。智能自主控制技术助力起飞成功不同于地面的航天器发射任务，月面起飞其实面临着诸多独特挑战，整个过程分为起飞准备、垂直上升、姿态调整和轨道入射四个阶段。地面发射有完善的发射场系统，有保障团队支撑，对尾焰有导流槽设计等；而月面起飞都是“临时场地”，且经不起太长等待，需要航天器自己完成；特别是月背起飞无法直接得到地面测控支持，而需要在鹊桥二号中继星辅助下，借助自身携带的特殊敏感器实现自主定位、定姿；还要考虑到和中继星通信不畅的情况。为此，在设计上，智能自主的起飞准备便成了嫦娥六号和嫦娥五号月面起飞任务中最主要的区别，包括自主的位置确定、姿态确定、自主的起飞参数计算等。负责完成这项任务的，就是五院502所研发的GNC系统。本次月面起飞前数小时，航天器就进入起飞准备程序，到了预定起飞时刻，嫦娥六号上升器将着陆器作为“临时塔架”，GNC系统控制上升器主发动机自行点火起飞，再经过约6分钟、250公里的飞行，准确进入预定环月轨道。整个起飞过程中，姿态控制和一定高度后的拐弯及最终的入轨都是由GNC系统掌控。据回传的数据，上升器整个飞行过程稳定精准，充分展现了GNC系统的卓越性能和稳定性。而嫦娥五号和嫦娥六号两次月面起飞的工程实践，也为后续月球和深空探测任务的实施积累实践经验和沉淀技术基础。从5月3日嫦娥六号探测器发射升空开启奔月之旅起，此次任务的成功让“携土归家路”又进一步。后续上升器和轨道器返回器组合体将在月球轨道上上演追赶和牵手“大戏”，呈现技术和美学的双重盛宴。
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