五院抓总研制的嫦娥六号成功发射，人类首次月背采样返回之旅大幕开启
2024年5月3日17时27分，在习近平总书记回信航天青年勉励新时代航天人“为我国航天科技实现高水平自立自强再立新功”2周年之际，由航天科技集团五院抓总研制的嫦娥六号探测器，由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射，准确进入地月转移轨道，发射任务取得圆满成功。
▲ 火箭发射升空（宿东 摄）
按照计划，嫦娥六号探测器将飞往38万公里外的月球，着陆在月球背面的南极-艾特肯盆地区域，采集月壤并将其送回地球。此次发射开启了人类航天器的首次月背采样返回之旅，标志着中国航天在“一步一个脚印开启星际探测新征程”的奋斗中揭开了新的一页。
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嫦娥六号探测器将开展哪些工作？
嫦娥六号探测器是我国迄今最重的深空探测航天器，主要由轨道器、着陆器、上升器、返回器四个部分组成。其主要科学目标是开展月球背面着陆区的现场调查和分析，并对月球背面样品开展分析与研究。探测器发射入轨后，按计划将进行约53天的飞行，期间经历地月转移、近月制动、环月飞行、着陆下降、月面工作、月面上升、交会对接与样品转移、环月等待、月地转移、再入回收等工作阶段。
据五院嫦娥六号探测器研制人员介绍，此次任务可以形象地描述为“去、下、上、回”。轨道器主要负责“去”，飞到月球背面去和返回地球；着陆器主要负责“下”，落到月球背面上并进行样本采集；上升器主要负责“上”，携带采集的样本从月球背面飞起来；返回器主要负责“回”，携带月壤返回地球。
我国的探月工程四期任务由嫦娥四号、嫦娥六号、嫦娥七号和嫦娥八号4次任务组成。此前已于2018年12月8日成功发射的嫦娥四号，实现了人类航天器首次在月球背面巡视探测，率先在月背刻上了中国足迹。嫦娥六号探测器作为嫦娥五号探测器的备份，原属探月三期任务；嫦娥五号于2020年12月17日首次实现我国地外天体采样返回后，嫦娥六号任务有所调整，纳入探月四期，改为到月球背面获取样本。但嫦娥六号任务并非嫦娥四号与嫦娥五号任务的简单相加，而是必须攻克月球逆行轨道设计与控制、月背智能采样和月背起飞上升等多项关键技术，实施多项重大突破。这也将成为继嫦娥四号任务之后世界上第二次以月球背面为目的地的探月任务。
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嫦娥六号有哪些重要创新？
嫦娥六号任务极其复杂、极具挑战。为了实现任务目标，嫦娥团队勇于创新突破，付出了巨大努力。月背采样在世界上没有先例可循，面临着很多新情况新问题。在探测器硬件产品技术状态已经确定的情况下，约束条件非常苛刻。为了适应新的任务要求，研制人员敢于创新、勇于攀登，统筹考虑任务目标和技术条件，开展了大量适配设计和优化设计，并采用逆行环月轨道方案等多项创新设计，以满足月背采样返回任务适应性设计以及国际载荷搭载需求。
针对月背着陆区月壤特性，研制人员为嫦娥六号采样封装分系统进行了多项升级，针对月壤特性设计了适应月球背面采样的控制算法和采样策略，进一步提高了采样的智能化、自动化程度，增强了月壤采样效率、采样能力和在轨工作可靠性。同时，还为着陆上升组合体量身设计了自主月面工作状态设置、自主定位、应急自主采样和自主起飞等功能，工作效率得到大幅提升。
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嫦娥六号如何在月背与地面联系？
由于月球背面总是背对着地球，嫦娥六号要到月球背面工作，必须建立相应的数据中继通信链路，才能实现与地面的正常通信。与嫦娥五号月面采样返回相比，嫦娥六号月背采样返回难度更大，而且着陆上升组合体的测控时间会相应减少，对数据中继通信提出了更加苛刻的要求。
为了确保月背通信“不掉线”，并保证后续深空探测任务的顺利开展，五院充分借鉴此前研制发射鹊桥号中继星的经验，坚持高水平科技自立自强，抓总研制了水平更高、服务更优、性能更强大的鹊桥二号中继星。针对用于接收月面探测器数据的返向中继链路，研制人员还为鹊桥二号设计了多种码速率，并能够根据需要切换。
2024年3月20日，鹊桥二号中继星在文昌航天发射场成功发射。4月12日，卫星完成在轨对通测试，目前正在环月大椭圆冻结轨道上稳定运行。卫星以此为使命轨道，不仅能提高通信速率，大幅提高对月球南极区域的通信覆盖能力，还可以节省燃料，保证在该轨道上长期驻留。鹊桥二号还具有很强的灵活性和任务扩展能力，星上用于中继通信的软件大部分都可以在轨升级，能够灵活适应后续新的任务需求，是名副其实的“服务之星”，将为嫦娥六号及后续任务提供稳定可靠的数据中继服务。鹊桥二号也被誉为探月四期工程的“总开关”。
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嫦娥六号为什么要去月背采样？
嫦娥六号探测器的着陆和采样地点，具体位于月球背面南极-艾特肯盆地的阿波罗盆地。其中，南极-艾特肯盆地是整个太阳系中已知的最大撞击坑之一，被公认为月球上最大、最古老和最深的盆地，是月壳演化三个独立的地体之一，可能保存了月球上古老的岩石，这里的科研价值很高。
阿波罗盆地是南极-艾特肯盆地中最大的艾肯纪峰环盆地，其挖掘深度最深，整体的月壳厚度很薄，可能挖掘到月壳甚至月幔的深部物质。在这里采集样品并进行分析研究，将填补人类获取月球背面样本的空白，开启月球正面与背面的演化差异、电磁场演化和地球大气演化等重要科学研究的全新视角，对月球科学新突破具有独特的价值，将为深化人类对月球成因和太阳系演化历史的科学认知作出新的贡献。
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嫦娥六号探测器将开展哪些工作？
习近平总书记指出，外层空间是人类共同的财富，探索、开发、和平利用外层空间是人类共同的追求。中国航天在深空探测领域持续加强国际交流与合作，产生了重大国际影响。“合作共赢”也成为探月精神的重要内涵。
在此次任务中，中国航天将续写探月国际合作的新篇章。在嫦娥六号着陆器上，搭载了来自法国、欧空局、意大利的3台国际载荷，在轨道器上搭载了巴基斯坦独立运行的立方星。为了确保搭载设备可靠工作，研制团队对国际搭载提级管控，进行了专门的国际搭载设计，并对搭载安全进行特殊考虑，进行了充分的验证。
追逐梦想、勇于探索、协同攻坚、合作共赢，是探月精神的主要内涵，也是嫦娥团队奋斗的生动写照。在此次嫦娥六号探测器研制发射任务中，五院嫦娥团队牢记习近平总书记殷切嘱托，坚持用党的创新理论凝心铸魂，大力弘扬探月精神，勇敢追逐梦想，勇于创新突破，勇攀科技高峰，敞开怀抱开展合作，向着深空探测科技前沿而实干担当、勇毅前行。目前，他们已经迅速转战飞控阶段的任务，正在全神贯注做好每一项操作，全力确保嫦娥六号任务目标的圆满实现。
来源：五院政治工作部
文字：张国航，时小丹
编辑：苏际聪
责编：毛凌野
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