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嫦娥六號(hào)攜帶月背“土特產(chǎn)”返家,上海航天的順風(fēng)耳和千里眼立功了
6月25日14時(shí)07分,嫦娥六號(hào)返回器準(zhǔn)確著陸于內(nèi)蒙古四子王旗預(yù)定區(qū)域,工作正常,標(biāo)志著探月工程嫦娥六號(hào)任務(wù)取得圓滿成功,實(shí)現(xiàn)世界首次月球背面采樣返回。
嫦娥六號(hào) 本文圖片均為 中國(guó)航天科技集團(tuán) 供圖
13時(shí)41分許,嫦娥六號(hào)返回器在距地面高度約120公里處,以接近第二宇宙速度(約為11.2千米/秒)高速在大西洋上空第一次進(jìn)入地球大氣層,實(shí)施初次氣動(dòng)減速。下降至預(yù)定高度后,返回器在印度洋上空向上跳出大氣層,到達(dá)最高點(diǎn)后開始滑行下降。之后,返回器再次進(jìn)入大氣層,實(shí)施二次氣動(dòng)減速。在降至距地面約20公里高度時(shí),返回器轉(zhuǎn)入開傘姿態(tài)。約10公里高度時(shí),返回器打開降落傘,完成最后減速并保持姿態(tài)穩(wěn)定,隨后準(zhǔn)確在預(yù)定區(qū)域平穩(wěn)著陸。負(fù)責(zé)搜索回收任務(wù)的發(fā)射場(chǎng)與回收系統(tǒng)技術(shù)人員,根據(jù)北京中心通報(bào)的落點(diǎn)位置信息,規(guī)劃行動(dòng)路徑,開展返回器搜索,及時(shí)發(fā)現(xiàn)目標(biāo),確認(rèn)返回器狀態(tài)正常,有序開展回收工作。
嫦娥六號(hào)探測(cè)器于2024年5月3日在中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)發(fā)射升空并進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道。嫦娥六號(hào)任務(wù)自發(fā)射后歷經(jīng)53天,11個(gè)飛行階段,突破了月球逆行軌道設(shè)計(jì)與控制、月背智能快速采樣、月背起飛上升等關(guān)鍵技術(shù),首次獲取月背的月球樣品,并搭載4臺(tái)國(guó)際載荷,開展了務(wù)實(shí)高效的國(guó)際合作。嫦娥六號(hào)在人類歷史上首次實(shí)現(xiàn)月球背面采樣返回,是我國(guó)建設(shè)航天強(qiáng)國(guó)、科技強(qiáng)國(guó)取得的又一標(biāo)志性成果。
澎湃新聞(www.6773257.com)從中國(guó)航天科技集團(tuán)八院(又稱上海航天技術(shù)研究院)獲悉,八院804所承擔(dān)了嫦娥六號(hào)軌道器測(cè)控?cái)?shù)傳、工程圖像與測(cè)量、綜合電子等分系統(tǒng)研制工作,產(chǎn)品讓嫦娥六號(hào)“隨時(shí)聽清”“上傳下達(dá)”“全程監(jiān)視”。
順風(fēng)耳:月背旅行不失聯(lián)
地月探測(cè)距離約40萬公里,軌道器測(cè)控?cái)?shù)傳產(chǎn)品解決嫦娥六號(hào)“聽得清”的問題,提供軌道器與地面站、中繼星之間的“電話線”,完成軌道器在整個(gè)任務(wù)過程中的跟蹤測(cè)軌、遙控、遙測(cè)和圖像數(shù)據(jù)下傳,并負(fù)責(zé)“喊話”,完成著陸上升組合體分離、軌道器返回器分離兩個(gè)重要節(jié)點(diǎn)前的上行指令和下行遙測(cè)參數(shù)的轉(zhuǎn)發(fā)。
軌道器經(jīng)歷主動(dòng)段發(fā)射、近地段、遠(yuǎn)地段、環(huán)月段各種空間環(huán)境,工作模式多且復(fù)雜。作為工作時(shí)間和軌道器壽命相同的測(cè)控?cái)?shù)傳分系統(tǒng),需要從發(fā)射前開機(jī)到軌道器任務(wù)完成后一直保持工作,如此遠(yuǎn)的距離要求以最小資源保證可靠通信,探月測(cè)控?cái)?shù)傳的難度可想而知。
804所測(cè)控?cái)?shù)傳團(tuán)隊(duì)圍繞輕量化、低功耗、小型化、多模式等實(shí)際需求,以追求完美的態(tài)度進(jìn)行多方案論證比對(duì),最終通過多種模式設(shè)計(jì)方案,完美地解決了近地、遠(yuǎn)地和環(huán)月飛行環(huán)境等多樣性難題,采用重要功能異構(gòu)備份方案提高了系統(tǒng)可靠性,并從系統(tǒng)角度實(shí)現(xiàn)了測(cè)控?cái)?shù)傳一體化的創(chuàng)新,為整器節(jié)約了寶貴的資源。
千里眼:關(guān)鍵瞬間全捕捉
工程圖像與測(cè)量產(chǎn)品是嫦娥六號(hào)貼身的“星際攝影師”,監(jiān)視軌道器關(guān)鍵任務(wù)環(huán)節(jié)的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)圖像,包括各次分離過程、交會(huì)對(duì)接及月球樣品轉(zhuǎn)移過程等,提高探測(cè)器系統(tǒng)在軌飛行的各重要工作內(nèi)容展示度。
工程圖像與測(cè)量產(chǎn)品是嫦娥六號(hào)貼身的“星際攝影師”,監(jiān)視軌道器關(guān)鍵任務(wù)環(huán)節(jié)的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)圖像?。
其中,交會(huì)對(duì)接與轉(zhuǎn)移用到的是監(jiān)視傳感器,它輕便靈活自重輕,還帶補(bǔ)光燈;分離過程用到的是寬視場(chǎng)監(jiān)視攝像機(jī),它視場(chǎng)大、動(dòng)態(tài)范圍寬,在強(qiáng)光下可以快速收斂,即使太陽在旁邊也不怕。
圖像產(chǎn)品監(jiān)視任務(wù)多而繁雜,且要充分考慮系統(tǒng)可靠性,確保每項(xiàng)監(jiān)視任務(wù)的可視及高清晰度。為滿足任務(wù)需求,804所圖像團(tuán)隊(duì)從空間、時(shí)間雙維度進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì),空間上通過設(shè)計(jì)建模進(jìn)行場(chǎng)景重建,時(shí)間上逐一對(duì)各項(xiàng)監(jiān)視任務(wù)進(jìn)行分析,采用錯(cuò)峰分時(shí)策略,提出了攝像和壓縮編碼分離方案,圓滿完成嫦娥六號(hào)在軌的監(jiān)視工作。
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