隔卅八萬公里遙控“挖掘機”

    中國解決月背取寶難題

    【本報訊】據央視網五日消息：嫦娥六號去三十八萬公里之外的月球背面採樣返回。如果乘坐高鐵去月球，以三百公里左右的平均時速，大約需要五十三天才能到達。嫦娥六號任務，相當於在三十八萬公里之外遙控一台月球“挖掘機”，難度之大在人類歷史上前所未有。

    設“預訓練場”試驗

    二日早上六時二十三分，嫦娥六號着陸器和上升器組合體，成功着陸於月球背面南極——艾特肯盆地的預選着陸區。根據嫦娥六號拍攝傳回的着陸區影像圖，在中國航天科技集團五院的地面實驗室裡，科研人員迅速地還原了着陸點周圍的地貌。還原後的地貌，要求跟嫦娥六號在月球表面的着陸區完全一致。這裡也被稱為嫦娥六號的“預訓練場”。因為落月後，嫦娥六號並不是直接開始取樣，而是要先通過在這裡進行試驗驗證，並把操作指令上傳到月球後，才開始實際採樣。

    三十八萬公里之外遙控“開挖掘機”，有多難？中國航天科技集團科研人員金晟毅表示，“難度其實肯定是非常大的，畢竟也是人類首次，但是熟能生巧，我們都有驗證器，在驗證器基礎上，我們經過了成百上千次的這種反覆演練練習，所以說才會比較有信心去執行這樣的任務。”

    二○○四年，我國探月工程立項，當時已經年近六十歲的中國科學院院士葉培建擔任“嫦娥一號”衛星總設計師兼總指揮。二十年來，“嫦娥”工程的每一次任務，他從未缺席。嫦娥四號着陸月球背面，嫦娥六號去月背採樣，都是他最先提出來的。

    “到（月球）背面採樣，這是世界的第一次。我們中國科學家如果最後能夠拿到月背採回的月壤來做科學研究，這將會出很多科技成果。航天的產品有這麼一個特點：一次成功不代表次次成功，我們要次次成功，還是要付出很大的努力的。”葉培建說。

    鑽取持續約三小時

    鑽取過程持續了約三個小時，獲取了月球背面不同深度的月壤樣品。

    嫦娥六號任務副總設計師王瓊指出，“我們是希望獲得月壤以下一定深度的樣品，並且保持它的層序，科學家們能夠對它開展研究，能夠研究月面以下的樣品的信息更加豐富。”

    與鑽取不同，表取是使用機械臂，通過表面鏟取的方式來採集月球樣品，實現多點的自動採樣。為此，科研人員設計了十多個表取採集點位。這次月背採樣，由鵲橋二號中繼星提供通信支持。跟嫦娥五號相比，中繼星支持地月之間聯繫的時間，由四十八小時縮短到四十小時。任務時間縮短，也讓嫦娥團隊要設法提高採樣效率，跟嫦娥五號比，嫦娥六號在智能化和自主化方面有了很大的改進。

    不少操作驚險萬分

    中國航天科技集團人員馬如奇稱，“採樣任務從一開始的時候，只要是你發一條指令，然後它就把整個任務都給連貫起來了，然後比如說像我們的觸月、採樣，然後到放樣，整個過程中只需要一條指令把它就全給連起來全部執行了。有很多中間狀態的一些遙測參數都不需要人工去判讀，智能化的軟件在後面就可以判讀了，這樣的話就效率提高了。”

    從月面傳回的監控錄像上看，表取採樣的過程看似波瀾不驚，但實則不少操作都驚險萬分。表取過程中，就遇到了難題。

    中國航天科技集團人員賈曉宇表示，出現了一個光線比較差的情況，導致準備的A方案實際上當時精度已經達不到要求了。

    賈曉宇在任務中負責的是圖像分析和機械臂的精調。儘管做足了各種準備，但降落點月面光線比預想的暗，影響了採樣過程機械臂操作的判讀。經過反覆精調，機械臂的鏟挖精度終於恢復到了正常水平。

    “我當時一點都不慌，因為其實除了那種方法，我們還備了另外兩種方法進行調整，只是可能代價是時間稍微長一點，但是其實我當時心裡是非常有底的。”賈曉宇說。

    金晟毅表示，“雖然說是看起來很驚險萬分，實際上對我們來說也是十拿九穩的一件事情。因為我們做過很多的驗證測試，我們可靠性都能達到非常高的一種水平。”

    湊巧月面留“中”字

    讓航天人意想不到的是，表取結束後，月面出現了一個“中”字。

    賈曉宇說，最開始選採樣點只是根據表面看到的圖形選出來的，鏟挖的時候再翻出一些新的感興趣的樣品來，然後根據翻出來的樣品來動態調整採樣點的位置，“中”字的斜的收筆和“中”字的頭部其實就是這樣產生的。本來可能除了“中”字之外還會多鏟幾鏟，但是最後發現“中”字的最後一筆形成以後，正好這個樣品容器也幾乎要滿了。各種意外催成了一個“中”字的產生，可能是注定中國要在月球上留下自己的印記。