38萬公里之外遙控“挖掘機(jī)”，中國如何解決世界難題

這次嫦娥六號承擔(dān)的任務(wù)，是去38萬公里之外的月球背面采樣返回。38萬公里有多遠(yuǎn)？如果我們乘坐高鐵去月球，以300公里左右的平均時(shí)速，大約需要53天才能到達(dá)。嫦娥六號任務(wù)，相當(dāng)于在38萬公里之外遙控一臺月球“挖掘機(jī)”，難度之大在人類歷史上前所未有。中國航天人是怎么來解決這個(gè)世界級難題的呢？

6月2日早晨6時(shí)23分，嫦娥六號著陸器和上升器組合體，成功著陸于月球背面南極-艾特肯盆地的預(yù)選著陸區(qū)。著陸成功，只是完成了這次月面工作任務(wù)的關(guān)鍵第一步，馬上要進(jìn)行的采樣任務(wù)，更為艱巨。

根據(jù)嫦娥六號拍攝傳回的著陸區(qū)影像圖，在中國航天科技集團(tuán)五院的地面實(shí)驗(yàn)室里，科研人員迅速地還原了著陸點(diǎn)周圍的地貌。還原后的地貌，要求跟嫦娥六號在月球表面的著陸區(qū)完全一致。

這里也被稱為嫦娥六號的“預(yù)訓(xùn)練場”。因?yàn)槁湓潞?，嫦娥六號并不是直接開始取樣，而是要先通過在這里進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，并把操作指令上傳到月球后，才開始實(shí)際采樣。

在現(xiàn)場記者注意到，采樣封裝分系統(tǒng)副主任設(shè)計(jì)師金晟毅拿著一個(gè)小本子，一直在反復(fù)地翻。

中國航天科技集團(tuán) 金晟毅：本上記錄了我們之前歷來所使用的一些經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)和一些理論依據(jù)，對我們的參考作用是非常明顯的。

記者：38萬公里之外遙控“開挖掘機(jī)”，有多難？

中國航天科技集團(tuán) 金晟毅：難度其實(shí)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(yàn)證器，在驗(yàn)證器基礎(chǔ)上，我們經(jīng)過了成百上千次的這種反復(fù)演練練習(xí)，所以說才會比較有信心去執(zhí)行這樣的任務(wù)。

在這群年輕的面孔中，記者發(fā)現(xiàn)了一位熟悉的老航天人：中國科學(xué)院院士葉培建。2004年，我國探月工程立項(xiàng)，當(dāng)時(shí)已經(jīng)年近60歲的葉培建擔(dān)任“嫦娥一號”衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師兼總指揮。20年來，“嫦娥”工程的每一次任務(wù)，他從未缺席。嫦娥四號著陸月球背面，嫦娥六號去月背采樣，都是他最先提出來的。

中國航天科技集團(tuán) 中國科學(xué)院院士 葉培建：到（月球）背面采樣，這是世界的第一次。我們中國科學(xué)家如果最后能夠拿到月背采回的月壤來做科學(xué)研究，這將會出很多科技成果。航天的產(chǎn)品有這么一個(gè)特點(diǎn)：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。

鉆取過程持續(xù)了約3個(gè)小時(shí)，獲取了月球背面不同深度的月壤樣品。

嫦娥六號任務(wù)副總設(shè)計(jì)師 王瓊：我們是希望獲得月壤以下一定深度的樣品，并且保持它的層序，科學(xué)家們能夠?qū)λ_展研究，能夠研究月面以下的樣品的信息更加豐富。

與鉆取不同，表取是使用機(jī)械臂，通過表面鏟取的方式來采集月球樣品，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)的自動(dòng)采樣。為此，科研人員設(shè)計(jì)了十多個(gè)表取采集點(diǎn)位。

這次月背采樣，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(lián)系的時(shí)間，由48小時(shí)縮短到40小時(shí)。任務(wù)時(shí)間縮短，也讓嫦娥團(tuán)隊(duì)要設(shè)法提高采樣效率，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(jìn)。

中國航天科技集團(tuán) 馬如奇：采樣任務(wù)從一開始的時(shí)候，只要是你發(fā)一條指令，然后它就把整個(gè)任務(wù)都給連貫起來了，然后比如說像我們的觸月、采樣，然后到放樣，整個(gè)過程中只需要一條指令把它就全給連起來全部執(zhí)行了。有很多中間狀態(tài)的一些遙測參數(shù)都不需要人工去判讀，智能化的軟件在后面就可以判讀了，這樣的話就效率提高了。

從月面?zhèn)骰氐谋O(jiān)控錄像上看，表取采樣的過程看似波瀾不驚，但實(shí)則不少操作都驚險(xiǎn)萬分。表取過程中，就遇到了難題。

中國航天科技集團(tuán) 賈曉宇：今天出現(xiàn)了一個(gè)光線比較差的情況，導(dǎo)致我們準(zhǔn)備的A方案實(shí)際上當(dāng)時(shí)精度已經(jīng)達(dá)不到要求了。

賈曉宇在任務(wù)中負(fù)責(zé)的是圖像分析和機(jī)械臂的精調(diào)。盡管做足了各種準(zhǔn)備，但降落點(diǎn)月面光線比預(yù)想的暗，影響了采樣過程機(jī)械臂操作的判讀。經(jīng)過反復(fù)精調(diào)，機(jī)械臂的鏟挖精度終于恢復(fù)到了正常水平。

中國航天科技集團(tuán) 賈曉宇：我當(dāng)時(shí)一點(diǎn)都不慌，因?yàn)槠鋵?shí)除了那種方法，我們還備了另外兩種方法進(jìn)行調(diào)整，只是可能代價(jià)是時(shí)間稍微長一點(diǎn)，但是其實(shí)我當(dāng)時(shí)心里是非常有底的。

中國航天科技集團(tuán) 金晟毅：雖然說是看起來很驚險(xiǎn)萬分，實(shí)際上對我們來說也是十拿九穩(wěn)的一件事情。因?yàn)槲覀冏鲞^很多的驗(yàn)證測試，我們可靠性都能達(dá)到非常高的一種水平。

讓航天人意想不到的是，表取結(jié)束后，月面出現(xiàn)了一個(gè)“中”字。

中國航天科技集團(tuán) 賈曉宇：最開始選采樣點(diǎn)只是根據(jù)表面看到的圖形選出來的，鏟挖的時(shí)候再翻出一些新的感興趣的樣品來，然后我們會根據(jù)翻出來的樣品來動(dòng)態(tài)調(diào)整我們采樣點(diǎn)的位置，“中”字的斜的收筆和“中”字的頭部其實(shí)就是這樣產(chǎn)生的。本來我們可能除了“中”字之外還會多鏟幾鏟，但是最后發(fā)現(xiàn)“中”字的最后一筆形成以后，正好這個(gè)樣品容器也幾乎要滿了。各種意外催成了一個(gè)“中”字的產(chǎn)生，可能是注定中國要在月球上留下自己的印記。

（總臺央視記者 崔霞 文為明 王剛)