2024年6月2日6时23分，嫦娥六号着陆器和上升器组合体在鹊桥二号中继星支持下，成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地预选着陆区。这标志着嫦娥六号成功跨过充满挑战的“落月”难关，为达成“人类首次月球背面自动采样返回”目标又向前迈进了关键一步。

着陆器与上升器组合体成功着陆后，着陆器将通过鹊桥二号中继星，在地面控制下，进行太阳翼和定向天线展开等状态检查与设置工作，此后正式开始持续约2天的月背采样工作，通过钻具钻取和机械臂表取两种方式分别采集月壤样品和月表岩石，实现多点、多样化自动采样。同时将开展月球背面着陆区的现场调查分析、月壤结构分析等科学探测，深化月球成因和演化历史的研究。

嫦娥六号落月是我国实施的第五次地外天体软着陆、第四次月面软着陆，以及第二次月背软着陆。航天科技集团五院多项“硬核技术”在此次落月任务中尽显中国力量。

降落月背不简单，自主避障更可靠

嫦娥六号的任务目标是实现人类首次月球背面自动采样返回，其着陆区选择直接关系到工程实施的风险控制、采样样品的科学成果产出等。相比月球正面，月球背面地形更为崎岖，尤其是月球背面的南极-艾特肯盆地区域整体地势较低且撞击坑分布更多，光照和测控更易受到地形遮挡影响。这些因素都给嫦娥六号落月选址工作带来了挑战。

为了让嫦娥六号能够稳稳着陆月背，研制团队深入研讨和分析了月背采样任务的选址难点和特点，充分借鉴融合深空探测以往型号的选址经验，建立了一套适用于月背着陆的选址方法。

同时利用以往型号遥感数据，研制团队对着陆区复杂地形地貌情况进行深入分析与确认，为着陆器和上升器组合体在月球表面寻找满足安全着陆、月面工作、月面起飞等需求的区域，并在确认着陆区后，对着陆区的地形地貌、地质条件等进行了多轮复核与研究工作，进一步降低着陆风险，保证选址区域分析完备、选址约束考虑全面、选址结果可信可用。

此次嫦娥六号落月任务充分借鉴了我国多次地外天体软着陆的成功经验，不仅再一次展现了中国特有的“粗精接力避障”技术，更进一步推动了该项技术走向成熟。

目前，“嫦娥”家族所使用的GNC系统均由五院502所研制。GNC，为制导（Guidance）、导航（Navigation）与控制（Control）的简称。顾名思义，该系统需要实时知道“我在哪儿”、“我要去哪儿”和“我怎么去”。它就好比嫦娥六号着陆器和上升器组合体落月过程中的“驾驶员”，在极具挑战的落月过程中要完成“飞行轨迹控制”、“安全着陆点选择”、“精准控制”三项核心任务。

嫦娥六号GNC系统需要在下降过程中自主选择一个既符合着陆要求，又能满足上升器月面起飞条件的落点，为后续的采样和起飞创造良好条件。

落月过程中，嫦娥六号着陆器和上升器组合体在GNC系统智能自主的操控下，会边降落边快速调整姿态，对预定着陆区域进行拍照分析，选择着陆区域。然后，GNC系统控制组合体飞向选定区域。这是第一次避障，即“粗避障”。

在距离月面更近的预定高度时，着陆器和上升器组合体开始实施关键的短暂悬停，并再次对月面进行拍照，精确避开障碍，选定最终落点。这是第二次避障，即“精避障”。

这先后两次的障碍识别与落点选择，即所谓“粗精接力避障”技术，其中算法是精髓。先后两次的障碍识别与落点确定，展现了中国航天算法设计的精髓与核心技术。

这是6月2日在北京航天飞行控制中心屏幕上拍摄的嫦娥六号着陆器和上升器组合体着陆月背的模拟动画画面。

鹊桥通信更高效，实现月背实施通信

由于嫦娥六号的落点在月背，落月过程地球不可见。虽然嫦娥六号具有“自主落月”的能力，但实时掌握各项数据、随时发出控制指令，才能让“地球家人”及时掌握任务的实施过程。

落月时，地球上的控制中心和嫦娥六号探测器之间会产生大量的信息，而信息的传输都要由鹊桥二号中继星支持完成。

与鹊桥中继星最远9万公里的距离相比，鹊桥二号中继星远月点距离月面的最远距离约为1.6万公里，这使得它在天线口径不变的情况下，大幅提高了通信速率。这得益于研制团队为其巧妙设计了环月大椭圆冻结轨道作为使命轨道，不仅提高了鹊桥二号的通信速率和通信覆盖能力，还可以节省卫星燃料，在轨道上长期驻留。

值得一提的是，鹊桥二号中继星把同时接收探测器数据的数据传输通道，从鹊桥中继星的2路提高到了最多10路，在大幅提升通信速率的基础上又大幅增加了传输通道。这一设计使大量的数据通信成为可能，让“不可见”的月背降落“一切尽在掌握”。

“泊车雷达”精准测距，成就嫦娥“稳稳一落”

着陆月背可谓“环环相扣、险象环生”，如果没有距离和速度信息的支持，嫦娥六号着陆器将处于“盲人瞎马”的窘境。此时，微波测距测速敏感器在着陆过程中起到了至关重要的作用。它就像是在着陆器上安装了一部“泊车雷达”，帮助着陆器和上升器组合体实现月背软着陆。

这部“雷达”在着陆器接近月球表面时开始工作，细致测量各项数据并进行精确信息传递，以便使着陆器判断着陆点和降落速度，确保嫦娥六号控制身姿顺利“泊车”，为安全精准着陆提供可靠保障。

嫦娥六号着陆器和上升器组合体在月背软着陆之前，还要经受住“最后一落”的冲击。由五院529厂打造的四条轻质、高强的“纤纤美腿”让嫦娥六号落月更轻盈。可别小看这“修长美腿”，它的学名叫作“着陆缓冲机构”，每条着陆腿都由一个主腿、两个副腿和一个足垫组成，采用了新型高强合金材料并作了特殊材料填充的主副腿协同工作，在着陆时安全地支撑住探测器的身体，将各种冲击力传递、吸收。同时四个被称为“足垫”的圆形“大脚掌”，直径差不多是普通人脚掌的2倍，其盆状结构以及设计巧妙的“足弓”，可以起到更好的缓冲作用，防止探测器在着陆月背时“摔倒”，提升嫦娥六号落月时的稳定性。

此外，在着陆器的动力下降阶段，着陆缓冲机构信号装置也开启了工作模式，当着陆器到达月球表面预定高度时，该设备就会被触发并产生信号。落月信号装置在着陆“足垫”接触月面时，受月面反作用力后触发开关，关闭反推发动机，从而保证探测器安全平稳落下。

嫦娥六号成功落月为后续任务实施打下了坚实的基础。但要想把宝贵的月壤顺利取得并安全带回地球，还将迎接新的挑战。

南方+记者 王诗堃 徐勉