6月2日6時23分，嫦娥六號探測器著陸/上升組合體于月球背面南極——艾特肯盆地預(yù)選區(qū)著陸，經(jīng)過30天長途跋涉成功抵達(dá)“月宮”，開啟了月背采樣的新篇章。

飛離地球、遨游太空、穩(wěn)穩(wěn)落月，這看似輕松的一幕幕，實(shí)際上卻歷盡艱辛。

如果把探測器著陸月球進(jìn)行科學(xué)探測看作一次攀登珠穆朗瑪峰的壯舉，那么從地球飛到環(huán)繞月球的軌道，大致相當(dāng)于從前進(jìn)營地到達(dá)突擊營地，而從環(huán)月軌道上脫離，并逐漸減速，選取安全位置在月球表面實(shí)施軟著陸，則相當(dāng)于最后沖擊頂峰的過程——雖然距離時間都不長，但難度風(fēng)險最大，也最考驗(yàn)動力技術(shù)的有效性與可靠性。

要成功著陸月球，嫦娥六號探測器著陸/上升組合體需要從距離月面15千米處開始實(shí)施動力下降，組合體速度逐步從相對月球1.6千米每秒降為零。試想一下，一個4噸多重的龐然大物從15千米高處降落，該是怎樣的驚心動魄。

主減速、快速調(diào)整，航天科技集團(tuán)六院為嫦娥六號著陸器量身研制了推進(jìn)分系統(tǒng)，包括7500N變推力發(fā)動機(jī)、150N發(fā)動機(jī)以及貯箱、氣瓶等10余種其他產(chǎn)品。助力嫦娥六號實(shí)施動力下降時，速度從每秒約1.6公里減到0(即懸停狀態(tài))，高度從15千米降至不到3千米，從而實(shí)現(xiàn)減速。只有發(fā)動機(jī)推得穩(wěn)，嫦娥六號速度才能變得準(zhǔn)。

軟著陸 硬功夫

會不會正確踩剎車，是評判一個司機(jī)駕駛技術(shù)好壞的重要指標(biāo)之一。同樣，為了減少降落過程中對著探測器的沖擊，將“乘客”平穩(wěn)送達(dá)，“剎車”的力度必須恰到好處。

在落月過程中，嫦娥六號探測器著陸/上升組合體要像一個經(jīng)驗(yàn)豐富的“老司機(jī)”，在一邊往前飛一邊下降的同時，快速調(diào)整姿勢調(diào)整速度，在距離月面3千米的高度時調(diào)整至垂直下降，7500N發(fā)動機(jī)開始變推力工作，隨后繼續(xù)下降。待發(fā)現(xiàn)下方100米就是月面時，通過橫向的150N發(fā)動機(jī)進(jìn)行避障。為了保證嫦娥六號落月時每只“腳”都不踩到坑里，組合體會在月面上方3米位置稍稍“歇歇腳”，通過懸停避障選好著陸點(diǎn)后，7500N發(fā)動機(jī)關(guān)機(jī)，嫦娥六號在月球重力作用下緩緩落下去。這穩(wěn)穩(wěn)的一落看似輕盈輕松，卻蘊(yùn)藏著六院發(fā)動機(jī)產(chǎn)品的眾多智慧和積淀。

作為探測器的關(guān)鍵單機(jī)，7500N變推力發(fā)動機(jī)是嫦娥六號探測器動力下降的主要動力。它可不簡單，是一臺既能以固定推力運(yùn)行，又能根據(jù)需求節(jié)流降低推力運(yùn)行的發(fā)動機(jī)，更是地外天體登陸的必備裝置。7500N變推力發(fā)動機(jī)是六院自行研制的我國首臺變推力發(fā)動機(jī)，可實(shí)現(xiàn)推力從1500N到7500N大范圍連續(xù)變化，具有性能高、適應(yīng)性強(qiáng)、燃燒穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單等特點(diǎn)。可按照探測器的控制指令準(zhǔn)確快速無級地改變推力，實(shí)現(xiàn)探測器的中途修正、近月制動及月面軟著陸。該型發(fā)動機(jī)曾經(jīng)助力嫦娥三號、四號、五號3次連續(xù)成功登月，成功率100%。

月背盲降 步步驚心

環(huán)節(jié)動作越多，帶來的風(fēng)險就越大。嫦娥六號作為最復(fù)雜的探月之旅是毫無疑問的，然而變數(shù)就是挑戰(zhàn)。隨著發(fā)動機(jī)反推力的撤離，探測器減速慢行，實(shí)現(xiàn)“軟著陸”。

月球背面不如月球正面那樣平坦，為了目標(biāo)任務(wù)，嫦娥六號此次選擇山腳附近降落，這大大增加了降落難度，不僅要在空中精準(zhǔn)定位，還要有高超的避障能力，地形險要、起伏不定，使軟著陸面臨“一失足成千古恨”的風(fēng)險。同樣困難的還有，落月過程地球方向不直接可見，所有信息傳輸都需要由中繼星“鵲橋2號”中轉(zhuǎn)，整個過程近乎盲降，無疑增加了風(fēng)險。

為實(shí)現(xiàn)動力下降過程中探測器飛行更加平穩(wěn)、著陸點(diǎn)選取更加合理、避障措施更加有效、落點(diǎn)位置更加精確，推進(jìn)系統(tǒng)需為探測器提供主減速推力，為姿態(tài)控制提供控制力，還需為懸停、避障提供平移推力。由于飛行器在太空往往處于失重狀態(tài)，此時液體推進(jìn)劑處于漂浮狀態(tài)，因此150N發(fā)動機(jī)要先進(jìn)行點(diǎn)火工作，為著陸器提供初始推進(jìn)劑沉底力，支撐主發(fā)動機(jī)開機(jī)點(diǎn)火減速，隨著著陸/上升組合體持續(xù)下降靠近月面，150N發(fā)動機(jī)進(jìn)行姿態(tài)調(diào)節(jié)，橫向平移、精確避障，確保嫦娥六號安全平穩(wěn)“停車入庫”。