记者昨天从南京航空航天大学了解到，该校赵淳生院士团队研制的超声电机，跟随嫦娥六号一起升空，将第四次为“月球光谱仪”按下“快门”。

嫦娥六号：“备份”有了新使命

嫦娥六号原本是嫦娥五号的备份，在嫦娥五号任务成功后被赋予了新的使命，它将前往月球背面采集月球样品，并带回地球，这也将是人类首次开展月球背面取样。

此前，嫦娥五号于2020年11月24日发射，并在月球正面的北半球登陆，并带回了月球样本。嫦娥六号这一次的登月落点则完全不一样，其预选着陆区位于月球南极。嫦娥六号将进行形貌探测和地质背景勘察等工作，去发现并采集不同地域、不同年龄的月球样品，实现众多科学目标。

迄今为止，人类共对月球进行了10次采样返回，这10次采样均位于月球的正面。科学家认为，月球背面整体上相对月球正面更为古老，具有重要科研价值。嫦娥六号计划对月球背面样品进行系统、长期的研究，分析月壤的结构、物理特性、物质组成，争取获得更新的月球科学数据。

南京航空航天大学航天学院闻新教授介绍，在嫦娥五号登月之前，实现了在月球“挖土”目标的只有俄罗斯和美国两个国家。2020年，中国发射的嫦娥五号成功登月，并带回月壤样本。样本已经分给多个高校和科研院所展开研究，并有多篇重量级成果发表。

“鹊桥”已就位，打破月背通信盲区

国家航天局探月与航天工程中心嫦娥六号任务副总设计师王琼介绍，由于嫦娥六号落在了月球背面，是没办法和地面测控站进行直接的通信，它需要鹊桥二号中继星提供一个中继通信支持。鹊桥二号中继星已于今年3月20日发射升空。4月12日，国家航天局宣布，鹊桥二号中继星完成在轨对通测试，取得圆满成功。

南京航空航天大学闻新教授介绍，为了实现在月球“挖土”的目标，我国科研工作者已经奋斗了16年。2004年，我国正式立项实施探月工程，确定了“绕、落、回”三期战略规划。嫦娥一号到嫦娥四号任务，已圆满完成前两步，嫦娥五号开启了探月工程第三步战略目标，成功实现“返回”，将月球表面的土壤带回地球。此次嫦娥六号的月背取样返回，将是探月工程第三步战略目标的进一步拓展。

“怎么回来”比“怎么挖”更有难度

不少读者兴许已经开始“脑补”一只机器手从“嫦娥六号”中伸出，进行挖掘的“科幻画面”。能把“挖掘机”开到月球上去，这是多么神奇的一件事！但闻新教授告诉记者，相比“怎么挖”，怎么返回才是嫦娥六号要面临的最大难题。

原来，嫦娥一号到四号都是“单程票”，从嫦娥五号开始，我国的月球探测进入了往返双程的旅行“套餐”阶段，因此，嫦娥六号的“行李”也更多一些。由轨道器、着陆器、上升器、返回器等，将会在月球轨道、月球表面、地球上空进行多次分离和对接。

专家介绍，嫦娥六号返回时，必须脱离月球引力才能离开月球。在快速回到地球时，要是来不及“刹车”，返回时会有撞毁的可能。科研人员为此设计了一种“打水漂”式的返回方案。探测器返回时先进入大气层，依靠大气层的升力再跳出去，然后再次进入，一进一出，便实现了减速。

“南航智慧”助力嫦娥六号

据悉，南航赵淳生院士团队研制的超声电机应用在了嫦娥六号的探测器上，用于光谱仪驱动与控制。“因为嫦娥六号需要采集月壤，光谱仪就像是眼睛一样，超声电机就用于控制眼睛的转动，控制其接收反射光谱的镜面方向和角度。”航空学院丁庆军教授介绍。

此前，赵淳生院士团队研发的超声电机已经应用在嫦娥三号、嫦娥四号、嫦娥五号探测器上，成为了给“月球光谱仪”按下快门的最好“帮手”。这款只有46克重，比鸡蛋还小的超声电机相当“能吃苦”，月球上的复合环境，如气压低、空气密度小，还有难以想象的超低温都能适应。

能够助力我国探月工程的顺利开展，赵淳生院士团队都很兴奋。丁庆军表示，超声电机在嫦娥六号上的应用主要有两个变化，一是在前期嫦娥任务中超声电机的工作温度范围在-25℃至60℃，而在嫦娥六号中的使用温度区间扩大到-20℃至120℃。考虑到超声电机使用环境的变化很大，团队在高温环境下做了大量的实验，包括结构设计、材料选择、驱动控制，以及其他安全保障措施的设计；第二个变化是在控制上，前期嫦娥任务对超声电机精度、速度要求的并不高，而在嫦娥六号中它对视觉系统的控制速度、精度则有比较高的要求。

扬子晚报/紫牛新闻记者 杨甜子

编辑 刘丽