2024年6月2日6時(shí)23分，嫦娥六號(hào)著陸器和上升器組合體成功著陸在月球背面南極-艾特肯盆地預(yù)選著陸區(qū)，成功跨過充滿挑戰(zhàn)的“落月”難關(guān)，為達(dá)成“人類首次月球背面自動(dòng)采樣返回”目標(biāo)又向前邁進(jìn)了關(guān)鍵一步。中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所研制的激光測距測速敏感器和激光三維成像敏感器表現(xiàn)出色，獨(dú)有的中國方案再次證明了我國在月面實(shí)現(xiàn)著陸器精確避障能力。

自主軟著陸的避障技術(shù)是國際上深空探測研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，軟著陸技術(shù)是未來載人登陸的關(guān)鍵技術(shù)。嫦娥六號(hào)將實(shí)現(xiàn)人類首次月球背面自動(dòng)采樣返回，相比月球正面，月球背面地形更為崎嶇，尤其是月球背面的南極-艾特肯盆地區(qū)域整體地勢(shì)較低且撞擊坑分布更多，光照和測控更易受到地形遮擋影響。這些因素都給安全落月帶來了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

上海技物所研制的激光測距測速敏感器、激光三維成像敏感器是嫦娥六號(hào)姿態(tài)控制（GNC）分系統(tǒng)的重要單機(jī)，安裝在著陸上升組合體上，在著陸下降段開始工作，持續(xù)為著陸導(dǎo)航分系統(tǒng)提供相對(duì)于月面的距離、速度信息，以及著陸器的高精度三維圖像信息，保證探測器安全可靠著陸。

激光測距測速敏感器為著陸器動(dòng)力下降和懸停避障提供實(shí)時(shí)距離和速度信息。激光測距敏感器在主減速發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火前5分鐘開機(jī)，首次測量便準(zhǔn)確獲取了著陸器相對(duì)于月面的距離，持續(xù)提供20km至15m的高精度測距信息。激光測速敏感器用三個(gè)立體交叉波束構(gòu)成穩(wěn)定的姿態(tài)控制基準(zhǔn)面，在著陸器轉(zhuǎn)垂直緩降后首次測量便獲得了穩(wěn)定的多普勒測速數(shù)據(jù)，探測距離超過4km。設(shè)備在嫦娥六號(hào)探測器軟著陸過程中表現(xiàn)穩(wěn)定，全過程數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)平穩(wěn)。

激光三維成像敏感器工作于風(fēng)險(xiǎn)最高的懸停避障階段，掃描50mx50m預(yù)選著陸區(qū)，在四分之一秒內(nèi)快速完成三維成像，成像水平分辨率優(yōu)于0.2m，測距精度優(yōu)于0.05m。導(dǎo)航分系統(tǒng)依據(jù)三維點(diǎn)云實(shí)時(shí)修正預(yù)定落點(diǎn)，引導(dǎo)著陸器平移并準(zhǔn)確落至安全著陸區(qū)。著陸器落地傾角平穩(wěn)，為后續(xù)取樣與返回任務(wù)提供了完美的平臺(tái)姿態(tài)。

據(jù)悉，嫦娥六號(hào)著陸器將正式開始持續(xù)約2天的月背采樣工作，同時(shí)將開展月球背面著陸區(qū)的現(xiàn)場調(diào)查分析，月壤結(jié)構(gòu)分析等科學(xué)探測，深化月球成因和演化歷史的研究。

激光測距敏感器

激光測速敏感器

激光三維成像敏感器

嫦娥六號(hào)著陸器和上升器組合體落月模擬圖

供稿：黃庚華、徐衛(wèi)明、徐睿

編輯：虞慧嫻