2024年6月2日6時23分，嫦娥六號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，獨有的中國方案再次證明了我國在月面實現(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和難點，軟著陸技術(shù)是未來載人登陸的關(guān)鍵技術(shù)。嫦娥六號將實現(xiàn)人類首次月球背面自動采樣返回，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姿態(tài)控制（GNC）分系統(tǒng)的重要單機，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力下降和懸停避障提供實時距離和速度信息。激光測距敏感器在主減速發(fā)動機點火前5分鐘開機，首次測量便準(zhǔn)確獲取了著陸器相對于月面的距離，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)變化趨勢平穩(wěn)。

激光三維成像敏感器工作于風(fēng)險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)三維點云實時修正預(yù)定落點，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)提供了完美的平臺姿態(tài)。

據(jù)悉，嫦娥六號著陸器將正式開始持續(xù)約2天的月背采樣工作，同時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