法治日?qǐng)?bào)全媒體記者 廉穎婷 通訊員 成楠

6月2日6時(shí)23分，嫦娥六號(hào)探測(cè)器著陸/上升組合體于月球背面南極——艾特肯盆地預(yù)選區(qū)著陸，經(jīng)過(guò)30天長(zhǎng)途跋涉成功抵達(dá)“月宮”，開(kāi)啟了月背采樣的新篇章。

飛離地球、遨游太空、穩(wěn)穩(wěn)落月，這看似輕松的一幕幕，實(shí)際上卻歷盡艱辛。

如果把探測(cè)器著陸月球進(jìn)行科學(xué)探測(cè)看作一次攀登珠穆朗瑪峰的壯舉，那么從地球飛到環(huán)繞月球的軌道，大致相當(dāng)于從前進(jìn)營(yíng)地到達(dá)突擊營(yíng)地，而從環(huán)月軌道上脫離，并逐漸減速，選取安全位置在月球表面實(shí)施軟著陸，則相當(dāng)于最后沖擊頂峰的過(guò)程——雖然距離時(shí)間都不長(zhǎng)，但難度風(fēng)險(xiǎn)最大，也最考驗(yàn)動(dòng)力技術(shù)的有效性與可靠性。

要成功著陸月球，嫦娥六號(hào)探測(cè)器著陸/上升組合體需要從距離月面15千米處開(kāi)始實(shí)施動(dòng)力下降，組合體速度逐步從相對(duì)月球1.6千米每秒降為零。試想一下，一個(gè)4噸多重的龐然大物從15千米高處降落，該是怎樣的驚心動(dòng)魄。

主減速、快速調(diào)整，航天科技集團(tuán)六院為嫦娥六號(hào)著陸器量身研制了推進(jìn)分系統(tǒng)，包括7500N變推力發(fā)動(dòng)機(jī)、150N發(fā)動(dòng)機(jī)以及貯箱、氣瓶等10余種其他產(chǎn)品。助力嫦娥六號(hào)實(shí)施動(dòng)力下降時(shí)，速度從每秒約1.6公里減到0(即懸停狀態(tài))，高度從15千米降至不到3千米，從而實(shí)現(xiàn)減速。只有發(fā)動(dòng)機(jī)推得穩(wěn)，嫦娥六號(hào)速度才能變得準(zhǔn)。

軟著陸 硬功夫

會(huì)不會(huì)正確踩剎車(chē)，是評(píng)判一個(gè)司機(jī)駕駛技術(shù)好壞的重要指標(biāo)之一。同樣，為了減少降落過(guò)程中對(duì)著探測(cè)器的沖擊，將“乘客”平穩(wěn)送達(dá)，“剎車(chē)”的力度必須恰到好處。

在落月過(guò)程中，嫦娥六號(hào)探測(cè)器著陸/上升組合體要像一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的“老司機(jī)”，在一邊往前飛一邊下降的同時(shí)，快速調(diào)整姿勢(shì)調(diào)整速度，在距離月面3千米的高度時(shí)調(diào)整至垂直下降，7500N發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始變推力工作，隨后繼續(xù)下降。待發(fā)現(xiàn)下方100米就是月面時(shí)，通過(guò)橫向的150N發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行避障。為了保證嫦娥六號(hào)落月時(shí)每只“腳”都不踩到坑里，組合體會(huì)在月面上方3米位置稍稍“歇歇腳”，通過(guò)懸停避障選好著陸點(diǎn)后，7500N發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)，嫦娥六號(hào)在月球重力作用下緩緩落下去。這穩(wěn)穩(wěn)的一落看似輕盈輕松，卻蘊(yùn)藏著六院發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品的眾多智慧和積淀。

作為探測(cè)器的關(guān)鍵單機(jī)，7500N變推力發(fā)動(dòng)機(jī)是嫦娥六號(hào)探測(cè)器動(dòng)力下降的主要?jiǎng)恿?。它可不?jiǎn)單，是一臺(tái)既能以固定推力運(yùn)行，又能根據(jù)需求節(jié)流降低推力運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)，更是地外天體登陸的必備裝置。7500N變推力發(fā)動(dòng)機(jī)是六院自行研制的我國(guó)首臺(tái)變推力發(fā)動(dòng)機(jī)，可實(shí)現(xiàn)推力從1500N到7500N大范圍連續(xù)變化，具有性能高、適應(yīng)性強(qiáng)、燃燒穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)?？砂凑仗綔y(cè)器的控制指令準(zhǔn)確快速無(wú)級(jí)地改變推力，實(shí)現(xiàn)探測(cè)器的中途修正、近月制動(dòng)及月面軟著陸。該型發(fā)動(dòng)機(jī)曾經(jīng)助力嫦娥三號(hào)、四號(hào)、五號(hào)3次連續(xù)成功登月，成功率100%。

月背盲降 步步驚心

環(huán)節(jié)動(dòng)作越多，帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)就越大。嫦娥六號(hào)作為最復(fù)雜的探月之旅是毫無(wú)疑問(wèn)的，然而變數(shù)就是挑戰(zhàn)。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)反推力的撤離，探測(cè)器減速慢行，實(shí)現(xiàn)“軟著陸”。

月球背面不如月球正面那樣平坦，為了目標(biāo)任務(wù)，嫦娥六號(hào)此次選擇山腳附近降落，這大大增加了降落難度，不僅要在空中精準(zhǔn)定位，還要有高超的避障能力，地形險(xiǎn)要、起伏不定，使軟著陸面臨“一失足成千古恨”的風(fēng)險(xiǎn)。同樣困難的還有，落月過(guò)程地球方向不直接可見(jiàn)，所有信息傳輸都需要由中繼星“鵲橋2號(hào)”中轉(zhuǎn)，整個(gè)過(guò)程近乎盲降，無(wú)疑增加了風(fēng)險(xiǎn)。

為實(shí)現(xiàn)動(dòng)力下降過(guò)程中探測(cè)器飛行更加平穩(wěn)、著陸點(diǎn)選取更加合理、避障措施更加有效、落點(diǎn)位置更加精確，推進(jìn)系統(tǒng)需為探測(cè)器提供主減速推力，為姿態(tài)控制提供控制力，還需為懸停、避障提供平移推力。由于飛行器在太空往往處于失重狀態(tài)，此時(shí)液體推進(jìn)劑處于漂浮狀態(tài)，因此150N發(fā)動(dòng)機(jī)要先進(jìn)行點(diǎn)火工作，為著陸器提供初始推進(jìn)劑沉底力，支撐主發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)機(jī)點(diǎn)火減速，隨著著陸/上升組合體持續(xù)下降靠近月面，150N發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行姿態(tài)調(diào)節(jié)，橫向平移、精確避障，確保嫦娥六號(hào)安全平穩(wěn)“停車(chē)入庫(kù)”。

150N發(fā)動(dòng)機(jī)是為嫦娥系列探測(cè)器專(zhuān)門(mén)進(jìn)行減重及可靠性提高設(shè)計(jì)而成。為滿(mǎn)足探測(cè)器嚴(yán)苛的重量要求，相比此前同類(lèi)產(chǎn)品，發(fā)動(dòng)機(jī)整體減重“瘦身”42%，單臺(tái)產(chǎn)品僅不到1kg，最小位置的孔徑比筆芯頭還要細(xì)，同時(shí)能保證數(shù)萬(wàn)次脈沖和數(shù)萬(wàn)秒穩(wěn)態(tài)工作壽命，確保嫦娥六號(hào)全程高精度、穩(wěn)定、可靠飛行。

萬(wàn)里挑一 最強(qiáng)“護(hù)衛(wèi)”

“探月工程”的每一階段任務(wù)都是對(duì)前一階段任務(wù)的深化，并為下一階段任務(wù)奠定基礎(chǔ)。作為嫦娥五號(hào)的備份，在嫦娥六號(hào)長(zhǎng)期貯存期間，如何確保產(chǎn)品質(zhì)量不受影響，是研制團(tuán)隊(duì)面臨的全新課題。

為此，研制團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了大量分析和試驗(yàn)研究，對(duì)“貯存延壽研究、更換超期組件、更換整機(jī)新品”等措施進(jìn)行了研討，并提前投產(chǎn)產(chǎn)品，做好換新品的準(zhǔn)備。為了保持技術(shù)狀態(tài)一致，研制隊(duì)伍還對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了長(zhǎng)期貯存影響測(cè)試分析和壽命評(píng)估，開(kāi)展了多輪專(zhuān)項(xiàng)質(zhì)量復(fù)查工作，研制團(tuán)隊(duì)對(duì)飛行程序、預(yù)案及系統(tǒng)參數(shù)等進(jìn)行反復(fù)推敲，確保產(chǎn)品的長(zhǎng)壽命與可靠性。雖然已有嫦娥三號(hào)、四號(hào)、五號(hào)以及天問(wèn)一號(hào)軟著陸的成功經(jīng)驗(yàn)，但要想將嫦娥六號(hào)平穩(wěn)落到月球表面必須挑選出經(jīng)驗(yàn)豐富、能力最強(qiáng)的“護(hù)衛(wèi)”。

今天，注定是難忘的一天。對(duì)于六院人來(lái)說(shuō)，沒(méi)有片刻放松，成功落月，“嫦娥”的月宮生活才剛開(kāi)始，新的挑戰(zhàn)就在前方，接下來(lái)讓我們期待嫦娥六號(hào)攜“土”回家。