月球软着陆：探索月球的温柔之旅

来源：中国数字科技馆

2024年6月，嫦娥六号成功着陆在月球背面的南极-艾特肯盆地预选着陆区，人类对于月球的探索已经持续了半个多世纪之久，成功在月球软着陆的国家却寥寥无几。

　　什么是软着陆？

　　软着陆简单来说，就是飞行器（如飞机、火箭或航天器）安全地、无损地降落到地面，与之相对的是硬着陆，即飞行器直接撞击并导致严重损坏的着陆方式。

　　月球软着陆面临的挑战

　　月球软着陆之所以极具挑战性，是因为从地球出发到成功降落在月球表面，需历经多个关键环节。首先，探测器需精准进入地月转移轨道，并在奔月途中不断调整以应对轨道偏差。接近月球时，需精确执行近月制动，确保既不被月球引力捕获过猛而坠毁，也不因力度不足而逃逸。

　　紧接着月球捕获后，便是更为复杂的着陆过程，这一过程同样需要精心策划并分为多个关键阶段。首先是着陆地点的选择，这一决策早在着陆器发射之前就已初步确定。对于计划在月球正面着陆的任务而言，得益于长期以来的探测与研究，存在大量详尽的月面地形资料可供参考，使得选择宽阔平坦的着陆点成为可能。但是对于像嫦娥四号这样勇于挑战月球背面的任务而言，情况则大不相同。世界各国都没有相应的着陆经验。嫦娥四号只能依靠自身搭载的探测设备和人工智能算法，在下降过程中实时探测与分析周围环境，一边探索一边调整下降轨迹，最终实现了在月球背面复杂地形上的安全着陆。

月球表面

　　月球软着陆的关键技术

　　在嫦娥六号落月任务中，充分借鉴了我国多次地外天体软着陆的宝贵经验，并再次运用了我国特有的“粗精接力避障”技术，确保了着陆过程的安全与精准。嫦娥六号搭载的GNC系统（制导

(Guidance)、导航（Navigation）与控制（Control）分系统），如同一位精准的驾驶员，实时掌握着航天器的状态，精准规划并执行飞行轨迹，成功完成了飞行控制、着陆点选择与精准着陆三大核心任务。在下降过程中，嫦娥六号首先进行“粗避障”，自主选择一个满足着陆和起飞要求的落点，然后通过快速调整姿态和拍照分析，飞向选定区域。随着接近月面，嫦娥六号会短暂悬停进行“精避障”，精确避开障碍物，确定最终落点。最后，组合体移动至落点上方然后垂直下降，到一定高度时关闭主发动机，利用着陆腿缓冲实现软着陆。同时，经过优化的GNC系统在保证落月精度的同时，也实现了推进剂使用的经济性，为未来深空探测任务提供了重要参考。

嫦娥六号着陆器和上升器组合体着陆月背的模拟动画

　　除了GNC

系统，嫦娥六号还配备了一个微波测距测速敏感器，类似于汽车的停车雷达，在着陆器接近月球表面时启动，精确测量并传递数据，帮助着陆器准确判断着陆点和降落速度，确保着陆过程的安全和精确。为了减轻着陆时的冲击，着陆器还配备了4条轻质且强度高的着陆腿，学名叫做“着陆缓冲机构”。每条着陆腿由1个主腿、2个副腿和1个足垫构成，它们共同作用，确保嫦娥六号在月球表面着陆时更加平稳和安全。　　

嫦娥六号在月背着陆

　　随着月球软着陆技术的日益成熟，未来将有更多国家和地区加入到这一壮丽的太空探索行列中来，共同揭开月球乃至整个太阳系的更多秘密。我们相信，在不久的将来，月球将成为人类深空探索的重要基地，为人类社会的可持续发展贡献新的力量。而这一切切的起点，正是那一次次惊心动魄却又充满希望的月球软着陆。