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。
月球南极-艾特肯盆地地形复杂,制导导航与控制(GNC)系统是嫦娥六号的“驾驶员”,落月过程中,它完成了飞行轨迹控制、选择安全着陆点,并精准控制落点。GNC系统采用粗精接力避障技术,整个落月过程都不需要人工干预。
作为嫦娥六号“泊车雷达”,航天科技集团五院西安分院研发的微波测距测速敏感器,负责测量组合体相对于月球表面的距离和下降速度。在距离月面约15公里的高度上,敏感器开始测距测速工作,以便判断着陆点和降落速度,帮助组合体实现安全、精准软着陆。此前,这款敏感器已经先后服务于嫦娥四号、嫦娥五号、天问一号,经过更迭优化,最新的敏感器产品比初代产品减重约10千克,总重量仅为15千克。
嫦娥六号成功抵达月背的信息,经由鹊桥二号中继星迅速回传至地球。早在嫦娥六号向月球飞行的过程中,先期已就位的鹊桥二号中继星就在24小时周期的环月大椭圆使命轨道上“苦练内功”,开展各项测试工作。正在月球背面开展探测任务的嫦娥四号先与鹊桥二号实现了隔空“握手”,又与位于地面的嫦娥六号地面状态初样设备完成对通测试,并确认中继通信天线的指向精度满足任务要求。
在嫦娥六号着陆月球取样的两天时间内,鹊桥二号每天可以为它提供20小时以上的中继通信保障服务。与鹊桥中继星的数据传输“双车道”相比,鹊桥二号把同时接收探测器的数据传输通道提升到最多10路。这条信息高速路的“车速”也更快了,中继星与月面探测器的双向链路最高码速率提高了近10倍,对地数据传输链路的最高码速率提升近百倍。
接下来,鹊桥二号将持续在线,作为探月四期工程的“总开关”,它不仅要服务于嫦娥六号任务,后续的探月四期任务也少不了它的贡献。面向长远任务需要,航天科技集团五院设计团队为鹊桥二号规划了一条“冻结”轨道,在复杂的引力作用条件下巧妙找到平衡,实现轨道免维护运行,这样就能大大节约推进剂的消耗,使其具备“长寿”的条件。面对不同任务的各型探测器,其还能根据需求自由切换支持多达17种码速率,如果后续面临新的任务需求,星上的中继通信软件还能随时升级,实现在轨重构。
后续,探月四期任务间会有任务的“空窗期”,但鹊桥二号不会就此“放假”,而将变身为科学与技术试验卫星。它携带的月球轨道甚长基线干涉测量试验系统、阵列中性原子成像仪和极紫外相机等科学载荷,将完成科学探测任务,力争取得开创性科学成果。同时,它还将对Ka频段测控、新型网络协议等新技术开展验证,为未来月球通信导航系统的发展奠定基础。
(航天科技集团五院供图)
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