38万公里之外 中国航天人如何遥控月球“挖掘机”？

6月4日在北京航天飞行控制中心屏幕上拍摄的嫦娥六号上升器携带月球样品自月球背面起飞的动画模拟画面。新华社发

这次嫦娥六号承担的任务，是去38万公里之外的月球背面采样返回。38万公里有多远？如果我们乘坐高铁去月球，以300公里左右的平均时速，大约需要53天才能到达。嫦娥六号任务，相当于在38万公里之外遥控一台月球“挖掘机”，难度之大在人类历史上前所未有。中国航天人是怎么来解决这个世界级难题的呢？

地面验证后再传指令采样

6月2日清晨6时23分，嫦娥六号着陆器和上升器组合体，成功着陆于月球背面南极-艾特肯盆地的预选着陆区。着陆成功，只是完成了这次月面工作任务的关键第一步，马上要进行的采样任务更为艰巨。

那么，38万公里之外遥控“开挖掘机”，有多难？

根据嫦娥六号拍摄传回的着陆区影像图，在中国航天科技集团五院的地面实验室里，科研人员迅速还原了着陆点周围的地貌。还原后的地貌，要求跟嫦娥六号在月球表面的着陆区完全一致。这里也被称为嫦娥六号的“预训练场”。因为落月后，嫦娥六号并不是直接开始取样，而是要先通过地面实验室进行试验验证，并把操作指令上传到月球后，才开始实际采样。

这次月背采样，由鹊桥二号中继星提供通信支持。跟嫦娥五号相比，中继星支持地月之间联系的时间，由48小时缩短到40小时。任务时间缩短，也让嫦娥团队要设法提高采样效率，跟嫦娥五号比，嫦娥六号在智能化和自主化方面有了很大的改进。

中国航天科技集团的马如奇表示：“采样任务开始的时候，只要发一条指令，鹊桥二号中继星就把整个任务连贯起来了，比如说像触月、采样，然后到放样，整个过程中只需要一条指令，它就全给连起来执行了。有很多中间状态的一些遥测参数都不需要人工去判读，智能化的软件就可以判读，效率就提高了。”

两种备选方法应对光线暗

钻取过程持续了约3个小时，获取了月球背面不同深度的月壤样品。嫦娥六号任务副总设计师王琼说：“我们希望获得月壤以下一定深度的样品，并且保持它的层序，科学家们能够对它开展研究，能够研究月面以下的样品的信息更加丰富。”

与钻取不同，表取是使用机械臂，通过表面铲取的方式来采集月球样品，实现多点的自动采样。为此，科研人员设计了十多个表取采集点位。

从月面传回的监控录像上看，表取采样的过程看似波澜不惊，实则不少操作都惊险万分。表取过程中，就遇到了难题。

中国航天科技集团的贾晓宇在任务中负责的是图像分析和机械臂的精调。尽管做足了各种准备，但降落点月面光线比预想的暗，影响了采样过程机械臂操作的判读。经过反复精调，机械臂的铲挖精度终于恢复到了正常水平。“我当时一点都不慌，因为我们还备了另外两种方法进行调整，可能时间稍微长一点，但我们心里是非常有底的。”贾晓宇说。

意外催生了一个“中”字

让航天人意想不到的是，表取结束后，月面出现了一个“中”字。这个“中”字，也算一个意外之喜。

贾晓宇说：“最开始选采样点只是根据表面看到的图形选出来的，铲挖的时候再翻出一些新的感兴趣的样品来，然后我们会根据翻出来的样品动态调整采样点的位置，‘中’字的斜收笔和‘中’字的头部就是这样产生的。本来我们除了‘中’字之外还会多铲几铲，但最后发现‘中’字的最后一笔形成以后，正好样品容器几乎要满了。所以，各种意外催生了一个‘中’字的产生，这是注定中国要在月球上留下自己的印记。”据央视新闻客户端