上海技物所多台激光敏感器守护嫦娥六号轻盈落月

MEMS 2024-06-05 00:01

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2024年6月2日6时23分，嫦娥六号着陆器和上升器组合体成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地预选着陆区，成功跨过充满挑战的“落月”难关，为达成“人类首次月球背面自动采样返回”目标又向前迈进了关键一步。中国科学院上海技术物理研究所（以下简称“上海技物所”）研制的激光测距测速敏感器和激光三维成像敏感器表现出色，独有的中国方案再次证明了我国在月面实现着陆器精确避障能力。

软着陆技术

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，软着陆技术是未来载人登陆的关键技术。嫦娥六号将实现人类首次月球背面自动采样返回，相比月球正面，月球背面地形更为崎岖，尤其是月球背面的南极-艾特肯盆地区域整体地势较低且撞击坑分布更多，光照和测控更易受到地形遮挡影响。这些因素都给安全落月带来了严峻挑战。

上海技物所研制的激光测距测速敏感器、激光三维成像敏感器是嫦娥六号姿态控制（GNC）分系统的重要单机，安装在着陆上升组合体上，在着陆下降段开始工作，持续为着陆导航分系统提供相对于月面的距离、速度信息，以及着陆器的高精度三维图像信息，保证探测器安全可靠着陆。

激光测距测速敏感器为着陆器动力下降和悬停避障提供实时距离和速度信息。激光测距敏感器在主减速发动机点火前5分钟开机，首次测量便准确获取了着陆器相对于月面的距离，持续提供20km至15m的高精度测距信息。激光测速敏感器用三个正交波束构成稳定的姿态控制基准面，小于3km时着陆器转垂直缓降时开始测量，首次测量距离超过4km。设备在嫦娥六号探测器软着陆过程中表现稳定，全过程数据变化趋势平稳。

激光测距敏感器

激光测速敏感器

激光三维成像敏感器工作于风险最高的悬停避障阶段，扫描50mx50m预选着陆区，在四分之一秒内快速完成三维成像，成像水平分辨率优于0.2m，测距精度优于0.05m。导航分系统依据三维点云实时修正预定落点，引导着陆器平移并准确落至安全着陆区。着陆器落地倾角平稳，为后续取样与返回任务提供了完美的平台姿态。