嫦娥六号着陆器携带的五星红旗在月球背面成功展开。（图片来源：国家航天局）
据国家航天局消息，6月4日，嫦娥六号在完成月背着陆采样任务后，上升器带着满载样品的返回器，从月背起飞，进入预定环月轨道，踏上“回家”之路。
嫦娥六号着陆器配置的降落相机、全景相机、月壤结构探测仪、月球矿物光谱分析仪等多种有效载荷正常开机，按计划开展了科学探测，在月表形貌及矿物组分探测与研究、月球浅层结构探测等科学探测任务中发挥重要作用。
就在从落月到返回的几十小时内，由中国科学院上海技术物理研究所承担的多个载荷，在落月、采样等环节发挥了重要作用。这些载荷在地面经过了长达六年的等待后，终于随嫦娥六号升空，完成了各自的使命。
六年“冻龄”
出征前严格“体检”
作为嫦娥五号的备份，嫦娥六号上的大多数载荷早就随嫦娥五号在2017年完成。由于嫦娥五号延迟到2020年发射，用于嫦娥六号的载荷就在地面经历了六年左右的漫长等待。
嫦娥六号的月球矿物光谱分析仪、激光测距测速敏感器和激光三维成像敏感器，在上海技物所研制团队的精心呵护下，几乎以“冻龄”状态度过了六年的等待。
上海技物所月球与深空探测系列载荷指挥舒嵘研究员介绍，这些载荷在研制完成后，就被放入恒温、恒湿、恒压的环境中保存，以防元部件老化。由于载荷每过半年就进行一次测试与保养，因此绝大部分元器件都性能“在线”，顺利通过了严格的“出征”前“体检”。
这次“体检”有多严格？科研人员会仔细检查载荷上光学镀膜的老化程度、运动部件的机械性能、大大小小电路的性能与功耗，以及每个芯片的可靠性。舒嵘坦言，这甚至比新研制载荷“更不放心、更紧张”，也要以更大的耐心，仔细进行更多测试。
嫦娥六号矿物光谱分析仪副主任设计师徐睿说，在航天任务中，任何小问题都不能“带病”上天。在测试时，有一个器件被发现能量有衰减趋势，虽然仍在允许的误差范围内，但为了预防可能出现能量突然断崖式下跌的问题，他们还是根据总体要求，做了一个新的器件，将其替换。
最终，这三台载荷仅更换了一个部件，就通过测试并安装上了着陆上升组合体。
灵敏“激光眼”
保障“落月半小时”
月背陨石坑遍布大大小小陨石坑，地形复杂又起伏较大，落月过程不免让人捏把汗。6月2日，当嫦娥六号着上组合体成功着陆月背南极-艾特肯盆地的预选着陆区，赢得了“又稳又准”的高度评价。
自主软着陆的避障技术是国际上深空探测研究的热点和难点，软着陆技术更是未来载人登陆的关键技术。在这紧张的“落月半小时”中，激光测距测速敏感器和激光三维成像敏感器这三只敏锐的“眼睛”发挥了重要作用。
当着上组合体距离月面15公里时，激光测距敏感器开始工作——它以每秒2次的频率向月面发射激光脉冲，这些密集的激光“脚印”，精度可达0.2米。通过测量月面回波脉冲信号与激光发射脉冲信号的时间间隔，系统就可获得着陆器相对于月面的距离。
当着上组合体下降至距离月面3公里时，激光测速敏感器开始工作。它不断获取3波束发射激光束与月表之间的速度数据，并将速度数据传输给着陆器导航分系统，直至落月前仅剩4米高度时才结束工作。
当着上组合体距离月面100米悬停时，激光三维成像敏感器启动。它以每秒4幅的速度，获取月面着陆区的精确三维图像——利用这些图像，着陆器导航分系统可在1秒内选取出安全的着陆点，进行软着陆。
着陆7小时开始取样
“挖宝”前所未见的月壤
嫦娥六号任务的另一大受关注的热点是在月背“挖宝”。实现月背智能快速取样，月球矿物光谱分析仪就是支撑这一重任的承担者。
嫦娥六号着陆器在月背表面进行采样。（图片来源：国家航天局）
上海技物所副研究员徐睿是月球矿物光谱分析仪的副主任设计师。他说，嫦娥五号是在月球正面取样，而嫦娥六号去往月背，因此他们携手科学团队优选了分析仪上全视场多光谱扫描的光谱设置，“由于这次采样区的地质接近嫦娥四号的巡视探测点，我们就根据前期研究结果，加入了相应的月背矿物成分特征光谱”。
在着陆器安全软着陆约7小时后，月球矿物光谱分析仪开机工作，首先对采样区进行多光谱扫描普查；随后又与着陆器上的采样机构配合，开展采样点定向的科学探测活动。在采样结束后，分析仪还会择机获取更多科学探测数据。
为了满足科学家对月壤原始状态的特别关注，载荷研制团队在没有国际先例的情况下，基于自主突破的月球表面原位光谱探测技术，实现在月表复杂场景下，对矿物进行近距离、不破坏赋存状态的高分辨率光谱实时探测——由此获取的大量科学数据，将为破解与揭示月球起源与演化等科学难题提供独特的新视角。
值得一提的是，月球矿物光谱分析仪还特别具备了对月表矿物羟基的检测能力。徐睿说，这将为未来在月球上寻找并利用水资源，打下前期基础。
作者：许琦敏
文： 许琦敏 图：国家航天局、受访者提供 编辑：许琦敏 责任编辑：任荃
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