6月6日
，嫦娥六号上升器成功与轨道器返回器组合体交会对接
，并将月球样品安全转移至返回器
。

作为目前中国航天史上最复杂的任务之一
，嫦娥六号将首次在月球背面“挖土”并带回地球
。其中
，中国航天科技集团八院抓总的轨道器
，承担着地月往返运输的重要使命
，成为名副其实的“地月巴士”
。

在这场旅程中
，它如何护送“嫦娥”奔月取壤
，从38万公里外带回月背的“礼物”
？

精准“太空接力”

将上升器中装有月球样品的容器
，转移到轨道器中的返回舱内
，是嫦娥六号本次月背采样返回任务的关键环节
。

按照流程
，完成采样后
，上升器从月面起飞
，在进入环月轨道后与绕月飞行轨道器相会
。此时
，如果采用载人航天工程中的弱撞击式对接
，那么仅有轨道器1/5重量的上升器
，就会面临被撞飞的风险
。为此
，嫦娥六号轨道器采用捕获式对接的方式
，通过抱爪式对接机构
，配合采用连杆棘爪式转移机构
，确保了月球样品容器的可靠转移
。

所谓的抱爪式对接
，可以想象手握棍子的动作
。轨道器上配置了3套K形抱爪
，只要对准上升器连接面上的3根连杆
，将抱爪收紧就可以实现两器的紧密连接
。

连杆棘爪式转移机构的设计则更为巧妙
，它就像是我们经常使用的尼龙扎带
，齿纹对准后只能进行单方向运动
，通过连杆机构的4次伸缩、棘爪机构的可靠抓取
，样品容器逐渐移动到返回器内
。

月球轨道相对地球轨道有时延
，时间走廊较小
。对于在轨高速运动的轨道器和上升器来说
，捕获的机会转瞬即逝
。21秒
，是交会对接任务的极限挑战
：
1秒捕获
，10秒校正
，10秒锁紧
。

38万公里之外
，动作一气呵成
，实现了两器之间“抓得住、抱得紧、转得稳”
，为嫦娥六号实施首次月背采样返回任务奠定了坚实基础
。

预防高温“烧伤”

嫦娥六号从地球出发
，以约10km/s的速度奔向月球
。来到月球近月点时
，必须及时将速度调到3km/s
，才能被月球引力捕捉
。如果太空刹车力度不够
，速度没有降下来
，探测器将滑入外太空；如果太空刹车过猛
，就可能与月球碰撞
。

为了踩好“太空刹车”
，嫦娥六号轨道器配备了1台3000牛推力的轨道控制发动机
，进行引力捕获时的制动减速控制
。然而
，在这样的地月转移过程中
，发动机工作时温度会升至1100至1300℃
，如果热防护做不到位
，轨道器就会被高温“烧伤”
。

通过反复试验
，中国航天科技集团八院509所热控研制团队开创性地提出了二次热防护复合系统
。一方面采取高中低温复合隔热多层
，将发动机1300℃高温辐射影响降低到常温状态
，另一方面
，根据不同设备的温度需求个性化定制
，进行二次热防护
。层层防护让器上重要载荷单机远离高温的“烘烤”
，打造舒适的“旅行”体验
。

考验还没有结束
。在环月飞行等候“取件”阶段
，嫦娥六号又会经历极为恶劣的热环境
。受阳光照射时急剧升温
，以及内部电子设备工作产生大量热量的影响
，轨道器温度将升至120℃以上；而进入月影时
，温度骤然下降
，设备恰好处于非工作状态
，极端状态下轨道器温度降至-170℃以下
。

面对“阴”和“阳”的两极反转
，以及内部设备的“作息”切换
，轨道器需要设计充足的散热面
，以满足“阳面”高温散热需求
，遇到“阴面”低温时
，则需要开足“电热毯”来保温
。

为此
，团队探索出一套错峰补偿的控温策略
，通过对509所研制的在轨卫星海量运行数据的挖掘
，总结出热控涂层等材料参数的空间影响因素和性能变化规律
。研发人员建立起准确的温度场在轨预测模型
，针对每台设备的在轨温度特性“对症下药”
，将整器热控做到了温控指标最优化、自主管理智能化、能源节省最大化
，为任务成功提供有力支撑
。

开启“全能之眼”

2020年12月6日凌晨
，嫦娥五号上升器与轨道器顺利交会对接
，完成月球样品转移
，一段标注有“双谱段监视相机-可见光”的视频片段
，将我国首次月球轨道交会对接的历史时刻
，真实呈现在国人眼前
。彼时
，嫦娥六号的双谱段监视相机正静静躺在控制所洁净厂房内的“宝盒”中
。

时隔四年
，它终于大展身手
。在交会对接与样品转移过程中
，与嫦娥五号那时的“阳光明媚”不同
，这一次可以说是 “月黑风高”
。如此环境下
，双谱段监视相机开启“全能之眼”
，穿透黑暗
，记录下38万公里外人类首次月背交会对接
。

该相机是嫦娥六号轨道器的重要监视设备
，由中国航天科技集团八院控制所研制
。它集红外和可见光成像于一体
，根据遥控指令的要求
，可在六种拍摄模式中自由切换
，实现红外和可见光分别或同时成像
，确保无论太空环境光照条件如何变化
，都能捕捉到清晰、准确的图像
。

随着红外谱段相机从“配角”变为“主角”
，研制团队对其进行了更为细致的打磨
，在常规“训练”的基础上
，进行了红外图像优化处理的专项提升
，让图像更为清晰
。

根据飞行程序
，装有月背样品的上升器在与轨道器交会对接过程
，大致可以分为“远远眺望”“步步靠近”“紧紧相拥”三个阶段
。在“远眺”阶段
，双谱段监视相机与“同事”宽视场监视摄像机一起密切关注交会动态
，在两器慢慢“靠近”直至“相拥”的过程中
，暗影也随之而来
。此时
，双谱段相机开启红外摄像模式
，成为这场特别的太空“双向奔赴”的唯一见证者和记录者
。

栏目主编
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陈玺撼 题图来源
：
新华社

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作者
：
束涵

网友看法

1、网友城市锋范
：
非常厉害
，非常难得
，步步为营
，胜利归来
。

2、网友海洋航行
：
祝贺