稳稳当当，嫦娥六号“高分”着陆月背

本文来自微信公众号：中国航天报（ID：wht_htb），作者：邓雨楠，编辑：戴敬宜，审核：杨蕾，监制：索阿娣，题图来自：视觉中国

“发动机开机，动力下降开始！”6月2日6时9分，北京航天飞行控制中心发出了指令，在月球上方15公里的轨道高度上，着陆器上7500N变推力发动机启动，着上组合体开始变轨下降。

自今年5月3日发射升空，嫦娥六号探测器历时30天，经过地月转移、近月制动、环月飞行、四器组合体分离之后着陆月球，为人类采集第一抔月背之壤。

着陆前，火工装置起爆，探测器分离为着上组合体和轨返组合体。这时，在环月冻结轨道的鹊桥二号中继星早已准备就绪，等待嫦娥六号探测器的到来。

科研人员紧盯电脑屏幕上的实时信息画面，处理着四面八方汇聚而来的一串串数据。在他们手中，这些数据将转化为嫦娥六号探测器的实时状态，犹如手中握着一条无形的线，时刻掌握着嫦娥六号探测器的脉象。

“完成落月只有一次机会，在15分钟内，必须一次成功！”航天科技集团黄昊说。

经主减速、接近、悬停避障、缓速下降等，嫦娥六号稳稳地一落看似轻盈轻松，却蕴藏着科研人员的智慧和经验。

今年3月，鹊桥二号中继星提前到达月球轨道，确保嫦娥六号在月背“不会失联”，为地月之间架起“沟通的桥梁”。

鹊桥二号中继星示意图（航天科技集团五院供图）

尽管鹊桥二号中继星解决了通信难题，但不同于大片被月海覆盖的月球正面，月球背面地形复杂多变，有很多高低起伏的山脉和山谷，且拥有密密麻麻的陨石坑。

“如果探测器着陆在一块大石头上，就会影响钻取采样工作，很有可能得不到月球深层次的土壤样品，同时也会给起飞上升带来巨大挑战。”航天科技集团郑燕红表示，探测器必须要成功着陆在一块平坦的区域上。

但可供安全着陆的区域有限，如何让探测器拥有更高的着陆精度，实现“落得准”？

首先“选址”要准确。

历史上，苏联在1969～1970年连续遭遇无人探月失败，其中“月球-15”号采样返回飞行器在月面降落过程中撞上了山脉，这一失败源于其对复杂地形缺乏准确认知。失败的风险在探索新区域时尤其高。

为了在“山脉中找平地”，嫦娥六号出发前，科研人员就在选址上下足了功夫。嫦娥二号探测器影像制成的全月7米分辨率数字正射影像（DOM）及20米分辨率的数字高程模型（DEM）产品发挥了作用，科研人员借助它们为嫦娥六号寻找坡度较小的平坦区域。

其次轨道设计有玄机。

去往月背，嫦娥六号并不能沿着嫦娥五号开辟的道路前往，而是要重新选择一条最优轨道。这是因为嫦娥六号沿袭了“前辈”已有的构型布局和硬件产品，但着陆位置却由月球的北纬地区变化为南纬地区。

嫦娥五号、六号探测器环月轨道方向示意图（航天科技集团五院供图）

为了在不大幅调整探测器的构型布局和硬件产品的前提下，顺利化解因着陆点变化带来的朝向、姿态等问题，设计师们为嫦娥六号探测器重新设计了一条环月轨道，也就是“逆行环月轨道”方案。

简单来说，就是探测器在环月轨道上的飞行方向与月球自转方向相反，无需调整探测器设计方案，就能保证它随时随地“能量十足”。

设计师的巧思就藏在轨道设计之中。为了达到既调整轨道又不增加推进剂消耗的目的，设计师让嫦娥六号先后进行3次“刹车”——比嫦娥五号多了一次。这样可充分利用从月球捕获到下降前的20多天飞行时间，不断调整轨道参数，高精度瞄准着陆点，等待降落最佳时机的到来。

嫦娥六号探测器不同周期环月椭圆轨道示意图（航天科技集团五院供图）

6时9分，嫦娥六号着上组合体从距离月面约15公里处开始实施动力下降，在1台轨控发动机和多台姿控发动机的协同推动下，逐步将探测器相对月球速度从约1.6 公里/秒降为零。

期间，在距月面1.5公里时，嫦娥六号利用光学成像敏感器进行粗避障，剔除大型障碍物；距月面仅100米时，嫦娥六号上的备用激光三维成像敏感器进行精确避障，精准识别选好落点。

而后，开始避障下降和缓速垂直下降，最终平稳着陆在月球背面南极-艾特肯盆地中的预选着陆区，并传回了着陆影像图。

从发射升空到成功落月，38万公里，30天抵达，900多秒惊心动魄的下降，嫦娥六号探测器的表现近乎完美，如同体操选手在空中完成令人眼花缭乱的高难度系数动作之后，稳稳当当落地，为下一次“表演”奠定了良好的基础。

本文来自微信公众号：中国航天报（ID：wht_htb），作者：邓雨楠，编辑：戴敬宜，审核：杨蕾，监制：索阿娣