2024年五月三号,嫦娥六号从地面发射进入到地球轨道,用了两千多秒的时间。
到这也就是迈出了奔月的第一步,按照科研人员的划分,这叫发射入轨阶段,此后还要经历十个飞行阶段,嫦娥六号的这趟任务才算完成。
而第二个阶段,叫地月转移阶段,进行星箭分离,正式启动奔向月球。
在这里需要说明一下,这个阶段其实就是嫦娥六号不断加速,脱离地球引力束缚,奔向月球,在距离月球六万公里的地方,被月球引力俘获的过程。
而地球到月球的轨道有无数条,但消耗能量最小的轨道却只有一条。
能量消耗小,就意味着可以节省出更多的燃料,如果发射的是一颗月球卫星,节省出来的燃料可以让这颗卫星的服役期大大的延长。
这条轨道往往需要进行精确的计算。
![](http://image.uc.cn/s/wemedia/s/upload/2024/31c07b31901a67ae24489b376fdf1d10.jpg)
比如对速度的计算,速度一旦出现错误,就要出现两个结果,其一,速度太快,就要和月球来个擦肩而过,其二,速度太慢,就没有办法摆脱地球引力的束缚,从而就像高速公路上抛锚的汽车一样,停下来。
其实登月的每一步都是很艰难的。
当然作为有着丰富经验的中国科学家,这点难度,还不够档次。
嫦娥六号在这条轨道上,要走五天的路。
然后进入到近月制动阶段,什么意思呢?
就是需要给嫦娥六号踩上一脚刹车,因为摆脱地球引力的速度是非常快的,这个速度超过了月球的引力束缚速度。
![](http://image.uc.cn/s/wemedia/s/upload/2024/c833c82290c5386fb07d6251774968ec.jpg)
所以这一脚刹车的目的,就是为了让嫦娥六号的速度降下来,被月球俘获,从而进入到下一个阶段,环月飞行阶段。
如果这个速度没降下来,依然超过了月球的逃逸速度,那么就会和月球擦肩而过,冲入到茫茫宇宙中去了。
所以在这个过程中,就要保持和地面的联系。
嫦娥六号的减速,是依靠中继卫星鹊桥二号的沟通,和地面进行联系。
这中间存在了一个中转站,所以难度是可想而知的。
为了这个环节不出问题,在地面上这个过程被进行了专门的设计和大量的测试。
所以过程虽然有些艰难,可也算是轻车熟路了。
速度降下来之后,就开始绕着月球进行环绕飞行,这个阶段就和本文的主题有关系了。
为何嫦娥六号的任务时长高达53天?![](http://image.uc.cn/s/wemedia/s/upload/2024/937689e604cc4f47d49f07f5a2764a22.jpg)
在整个环绕月球飞行的这个阶段中,耗费的时间最长,有二十天左右的时间。
而且嫦娥六号的飞行轨迹和之前的探测器是完全不一样的。
比如之前的嫦娥五号环绕月球飞行的轨道方向,是沿着月球自转的方向进行飞行的,是从西向东的方向飞行。
而这次嫦娥六号环绕月球飞行的轨道方向是反着来的,逆着月球自转方向,从东向西飞行。
这个叫做环月逆行轨道。
为什么嫦娥六号会这么做呢?
中国科学家考虑到了两个问题。
其一:嫦娥系列的探测器是一脉相承的,而且嫦娥六号本身就是嫦娥五号的备份,所以从构件布局,到产品的硬件放置位置。
嫦娥六号和嫦娥五号是完全一样的。
![](http://image.uc.cn/s/wemedia/s/upload/2024/5dd1a5a3d60f140c51019a3fc0ee5315.jpg)
所以嫦娥五号在月球上遇到的现象,和嫦娥六号基本上是一模一样的。
其二,月球有着特殊的阳光照射。
太阳对于月球的直接照射始终位于月球赤道一片区域。
有了这两个知识点,再来看看嫦娥六号和嫦娥五号降落的位置。
嫦娥五号降落的位置是在月球正面的风暴洋,这不是关键,关键是这个位置位于月球的北半球。
而嫦娥六号要降落在月球的南极艾特肯盆地,这个位置是位于月球的南半球。
一个在月球的南面,一个在月球的北面,而太阳光是直射月球赤道。
也就是说太阳光会以月球赤道为中心,分散的向南北两个方向照射。
这个时候嫦娥六号和嫦娥五号相比较出现了一个相反的现象。
![](http://image.uc.cn/s/wemedia/s/upload/2024/fe6497713b189526daa73834cdc7b2ec.jpg)
探测器同一个位置,北半球的嫦娥五号被太阳光照射到了,而嫦娥六号却是背向阳光出现了阴影。
按照科学家们的术语叫做受晒面发生了一百八十度的转变。
上文提到过,嫦娥六号和嫦娥五号的是一脉相承的,那么结果就是嫦娥六号本来设计的应该朝向阳光工作的一面变成了阴影区,那么太阳能的收集,以及采光就会出现问题。
这就需要对嫦娥六号上的布局进行调整,但要是这么做的话,之前的一些经验就要重新验证,甚至布局的调整还会影响到设备的正常运转,降落过程的各项数据也要调整。
这个工作要是做下去,一时半会可完不了,而且还会增加很多的技术风险。
设计团队在考虑了多个方案之后,都没有办法。
而这个难题就被交给了轨道设计师的手上,轨道设计师就设计出了这套环月逆行轨道方案,干脆让嫦娥六号逆向绕月飞行。
![](http://image.uc.cn/s/wemedia/s/upload/2024/15a3ff8e405e4c6b592a2c1ed5c0ad2f.jpg)
这样就相当于把受晒面,提前进行了一个一百八十度的调整。
降落到地面后,嫦娥六号受自然光照的影响,受晒面会再调整一百八十度,相当于转了三百六十度,受晒面就能接受到太阳光了。
一个简单的飞行方向调整,就把这个难题给解决掉了,以后人类在月球南半球着落,就不需要对探测器的布局进行调整。
按照中国航天局副局长的说法,嫦娥六号是迄今为止技术水平最高的月球探测任务,为此中国的航天技术进行了三大技术突破,以及一项世界第一。
而月球逆行轨道设计就是一项重大技术突破。
接着需要解决的问题。![](http://image.uc.cn/s/wemedia/s/upload/2024/7907ba30f9445e9915c8f9279f712507.png)
嫦娥六号降落的位置是在月球的背面。
月球的背面和月球的正面可不一样。
背面崎岖,撞击坑可以说是大坑套小坑,而且坑坑不一样。
探测器着陆是需要一块平整的地方,而月球背面平整的地方都很小,远远小于一般探测器需要安全着陆的面积。
(注:月球90%的低洼平坦地区都集中在月球的正面。)
那么就只能通过实施精准着陆,来弥补这块的不足。
这就需要不断的调整探测器的位置,寻找合适的时机。
当然这还不是最为关键的。
![](http://image.uc.cn/s/wemedia/s/upload/2024/a9238a13dc6695189b6f9e754bd349a8.jpg)
想要降落到月球表面,就需要将探测器的速度降下来,调整轨道面的高度。
但这次嫦娥六号是逆向飞行的,和月球的相对速度是很大的,按照一般的情况,就需要发动机消耗推进剂将速度降下来。
但问题来了,在这个地方消耗了太多的推进剂,进入到以后的阶段怎么办?
所以就得想办法,在这里减少消耗推进剂的量,甚至是不消耗。
那么有这么便宜的事吗?
经过科学家们的研究,还真就被他们找到了。
这就是三次近月制动方案。
任何探测器降落到月球,都要进行轨道面的调整,一步步的缩短和月面的高度,最后实施降落的。
一般情况下,这种调整是需要消耗一部分推进剂的。
![](http://image.uc.cn/s/wemedia/s/upload/2024/b649a67370e69fa70fa1dfc8fe9c3dde.jpg)
但嫦娥六号的这三次近月制动没有消耗一点推进剂,它是利用逆行飞行的特点,确定不同周期三个轨道面的调整量,对应停泊飞行时间。
消耗了二十多天的时间,下降到了能够降落到月面上的轨道。
简单的说就是借助月球的引力,来下降高度的。
所以大部分的时间是消耗在这里。
而且这么做不仅仅不消耗推进剂,最为关键的是,可以提高嫦娥六号的降落精度。
古语有云:借力打力,顺势而为。
这就是最好的实践证明。
这个过程是在中继卫星的监督下完成的,在进入到合适的高度的时候,着陆器和轨道器返回器进行分离。
![](http://image.uc.cn/s/wemedia/s/upload/2024/427d5fa82e2f87737489e7e2338e2195.jpg)
分离之后,还得喘口气,着陆器要在轨道上飞行一天左右,这才开始实施登陆,这个过程不长,大约十五分钟而已。
登陆成功之后,就是整个环境中最为重要的一环,开始挖土。
原本计划是挖土作业要实施两天的时间,但因为地面和嫦娥六号沟通的桥梁是中继卫星,并不能做到时时刻刻位于嫦娥六号的上方,这就会导致地面和嫦娥六号的通讯中断。
所以嫦娥六号的工作时长并不是两天,而是三十六到四十个小时。
于是就有了另一项的技术突破,这就是月背智能采样技术。
就这项技术可以节省几百条指令,可以提高嫦娥六号的工作效率。
![](http://image.uc.cn/s/wemedia/s/upload/2024/d71c1ba0536a85ef661aca2fbce97137.jpg)
挖土的工作完成之后,登陆器器的上升级就要带着它的劳动成果,从月面起飞。
然后进行四次的轨道机动,飞行到距离月面二百一十公里的环月轨道上。
接着和停留在这里的轨道返回组合体实施对接,这个过程是为了月壤从上升器送入轨道返回组合体中。
当这个步骤完成之后,上升器的工作完成,就会和轨道返回主合体进行分离,而且还会把对接舱一起分离。
所以真正返回地球的仅仅是一部分。
这个时候就需要等待时机,进入到地月转移轨道,也就是唯一一条节省推进剂的轨道。
这个过程需要调整一到三次,才可以做到。
通过这条轨道,就会再次进入到地球轨道,这个时候轨道返回组合体距离地球的高度是五千公里。
![](http://image.uc.cn/s/wemedia/s/upload/2024/75667dd20c90bd6855c6aa5785dbbee9.jpg)
然后惊心动魄的一幕即将上演。
返回器和轨道器进行分离,返回器以半弹道跳跃的方式进入到大气层,最终降落到地面。
这就是嫦娥六号从发射到返回的全过程。
可以说是一环扣一环,哪怕有一环出现了问题,整个任务都会出现问题。
但在地面上,科学家们就已经将所以的问题都处理好了,一旦遇到问题都有相应的解决方案。
所以耗费点时间无所谓。
相信随着技术的不断成熟,以及过程不断地重复,这个时间会被压缩下来的。
傻叉,美国有没有真正登月都未有定论呢