在相距38万公里的地月之间开通“巴士”-- 专家详解嫦娥六号的轨道器
新华社客户端5月5日电（记者 张建松）5月3日，长征五号遥八运载火箭在文昌航天发射场点火升空，成功将嫦娥六号月球探测器送入地月转移轨道，发射任务取得圆满成功。嫦娥六号探测器由轨道器、着陆器、上升器和返回器四部分组成。其中，中国航天科技集团八院承担了嫦娥六号轨道器的抓总研制任务。
记者在八院采访了解到，作为贯穿任务全过程的核心产品之一，嫦娥六号轨道器承担着地月往返运输的重要使命。它将在相距38万公里的地月之间，完成月壤样品的“空中接力”，是名副其实的“地月巴士”。
5月3日，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场发射，之后准确进入地月转移轨道，发射任务取得圆满成功。 新华社发（国家航天局供图）
地月征途面临三重考验
据中国航天科技集团张玉花介绍，嫦娥六号月背取壤历经运载发射段、地月转移段、近月制动段、环月飞行段、着陆下降段、月面工作段、月面上升段、交会对接和样品转移段、环月等待段、月地转移段、再入回收段，共11个阶段，是我国航天史上最复杂的任务之一。从发射到回收，嫦娥六号轨道器面临飞行阶段多、器间状态多、分离次数多的“三重考验”。
发射升空后，轨道器将携带着陆上升组合体（着陆器与上升器）和返回器，依次完成地月转移、中途修正和近月制动；在进入环月轨道后，轨道器与着陆上升组合体分离，并携带返回器留轨；在采样任务完成后，轨道器将与从月面起飞、进入环月轨道的上升器主动交会对接；将上升器携带的样品容器转移至返回器后，分离上升器；携带返回器进入月地转移轨道，并在距离地球5000公里处将返回器分离，护送月壤正式踏上回家之旅。
围绕嫦娥六号任务规划，八院研制团队在嫦娥五号任务的基础上进行了多项适应性改进。比如，针对此次轨道器搭载的国际载荷立方星，团队开展了技术论证和多工况状态试验，确保立方星的安全搭载和可靠解锁分离；同时，针对轨道器逆行轨道的飞行需求，团队还开展了热控、能源等专业的复核复算，确保嫦娥六号有去有回，带着月壤顺利“回家”。
5月3日，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场发射，之后准确进入地月转移轨道，发射任务取得圆满成功。新华社发（国家航天局供图）
拥有“千里眼”“顺风耳”
八院804所承担了嫦娥六号轨道器中的测控数传（含天线）分系统、工程图像与测量分系统以及综合电子分系统主要单机产品的研制工作。这些产品使“地月巴士”拥有“千里眼”“顺风耳”，不仅能随时听清、上传下达，还能全程监控。
据中国航天科技集团八院苗瑞琴介绍，该所研制的轨道器测控数传分系统，可在轨道器与地面站、中继星之间，架起一根“无形的电话线”，完成轨道器在整个任务过程中的跟踪测轨、遥控、遥测和图像数据下传；同时还负责“喊话”，完成着陆上升组合体分离、轨道器返回器分离两个重要节点前的上行指令和下行遥测参数的转发。
发射以后，轨道器要经历主动段发射、近地段、远地段、环月段各种空间环境，工作模式多且复杂。为保障地月之间这根“无形的电话线”绝对可靠，804所测控数传团队围绕轻量化、低功耗、小型化、多模式等需求，经过多方案论证比对，最终采用了重要功能异构备份的方案，并从系统角度实现了测控数传一体化创新。
804所承研的工程图像与测量产品，不仅是“千里眼”，还是“星际摄影师”。嫦娥六号在执行任务过程中的各次分离、交会对接及月球样品转移等关键瞬间，都将全程监控并拍摄。其中，交会对接与转移将用到的监视传感器，轻便灵活自重轻，还带补光灯；分离过程将用到的宽视场监视摄像机，视场大、动态范围宽，在强光下可快速收敛，即使在太阳光照射下拍摄也不怕。
5月3日，搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场发射。 新华社记者 郭程 摄
电源充足“元气满满”
八院811所承担了嫦娥六号轨道器、着陆器及上升器的电源产品研制任务。据中国航天科技集团八院金波介绍，为保障嫦娥六号在月背取壤的11个阶段里，每个阶段都能电源充足“元气满满”，供电方式十分复杂。
嫦娥六号的轨道器、着陆器、上升器都各自安装了太阳电池翼。根据太阳角度变化，轨道器、着陆器的太阳翼均具有角度调整功能，着陆器的太阳翼还具有展收功能。上升器和轨道器则分别配备了锂离子蓄电池组。从地球到月球、再从月球返回地球，每一个阶段电源都会随阶段应变。
为了做好月背取壤的11个阶段能源平衡，研制人员根据太阳高度角、太阳方位角、月面不平整度、着陆腿受压程度和姿态偏差等多个因素，针对多种太阳翼遮挡情况，制定出了不同的应对措施，确保嫦娥六号始终能量满满。
同时，为了提高供电安全和可靠性，也为了进一步“减重”，嫦娥六号的四器按照各自任务分工，组建了两支队伍：轨道器、返回器（“轨返”）组合体和着陆器、上升器（“着上”）组合体。在嫦娥六号探月任务全程中，这两个组合体采用独立供电的方式。组合体之间、组合体内部又有着各种复杂的供电关系。
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来源：新华社