深度 | 九天揽月星河阔，首赴月背“挖宝”回

“俱怀逸兴壮思飞，欲上青天览明月。”李白的这句诗道出了人类从古至今对于月球探索的向往。本周四（6月6日），备受关注的嫦娥六号完成月球轨道交会对接和在轨样品转移，将珍贵的“月球土特产”安全转移到返回器中，距离成功回到地球家园又迈出了关键一步。

嫦娥六号任务从发射到采样返回全程约53天，由11个环环相扣的飞行阶段组成，实施全球首次月球背面采样返回，突破环月逆行轨道、智能快速采样、月背自主起飞上升等关键技术，将载入人类航天史册。今天，就让我们一起来关注嫦娥六号的世界首次月背“挖宝之旅”。

全球首次，月背“挖宝”

6月6日下午2点48分，嫦娥六号上升器离开月球背面，成功与轨道器和返回器组合体完成月球轨道的交会对接，并将珍贵的月球样品容器安全转移至返回器中。这是我国航天器继2020年的嫦娥五号月球正面采样返回任务之后，第二次实现月球轨道交会对接。后续，嫦娥六号将进入环月等待等阶段，最终返回器将携带月球样品，按计划着陆在内蒙古四子王旗航天着陆场。

嫦娥六号着陆器和上升器合影/国家航天局提供

嫦娥六号任务副总设计师王琼说，在月球轨道交会对接并且去转移样品，再之后是进行等待合适的返回时机，就是月地入射，进入月地返回轨道。在月地转移阶段，期间还完成轨道器与返回器分离，返回器最后到了地球再入大气层，进行最后的再入回收。环环相扣，前一步必须成功了，后一步才能够继续，相当于接力赛一样，每一棒都必须成功。嫦娥六号任务现在依然是复杂度最高的一次探月任务，相对于嫦娥五号引入了中继通信的环节，可以说复杂性比嫦娥五号又进了一步。

在交会对接之前，嫦娥六号在6月2日到3日完成了在月球背面南极-艾特肯盆地的智能快速采样。在采集“广寒宫土特产”的过程中，嫦娥六号经受住了高温考验，通过钻具钻取和机械臂表取两种方式，分别采集了月球样品。

采样和封装过程中，科研人员在地面实验室，根据鹊桥二号中继星传回的探测器数据，对采样区的地理模型进行仿真并模拟采样，为采样决策和各环节操作提供重要支持，给嫦娥六号保驾护航。

钻取采样/国家航天局提供

表取采样/国家航天局提供

中国航天科技集团逯运通说，月背的表取采样采用了序列化的方式，预制了很多程序，探测器可以自主地去判断怎样采，来高效地完成，更多地放权给着陆器。但是有一些过程关键的节点，为了保证安全还是要地面来进行判断，然后来指挥完成。钻取也是自主地采样和专家的知识来结合，形成了采样方案来完成。

五星红旗在月背展开/国家航天局提供

表取采样完成后，嫦娥六号着陆器携带的五星红旗在月球背面成功展开，这是我国首次在月球背面动态展示国旗。这一抹中国红不仅再次点亮了月背，更点燃了中国人的骄傲与自豪。完成采样封装后，嫦娥六号上升器在月面起飞，顺利进入环月飞行轨道。

鹊桥二号，架起“天桥”

在嫦娥六号任务之前，人类对月球实施了10次采样返回任务，都位于月球正面。从5月3日成功发射以来，嫦娥六号在鹊桥二号中继星的支持下，已突破了世界首次环月逆行轨道在月背着陆、月背快速采样、月背起飞上升等关键技术节点，创造了我国探索太空的新纪录。

嫦娥六号任务副总设计师王琼介绍，月球背面任务的难点，首先是在于月球背面和地球是不可见的，就是由于所谓的“潮汐锁定”的机理，所以月球背面对地球是不能直接通信的。不管是月球的着陆、采样、起飞、上升，过程中都要通过中继星来进行中继支持，对我们的工作效率、自主性提出了很高的要求，所以我们是在任务的顶层层面进行了创新设计，要引入一些更加自主的技术。

嫦娥六号着陆器降落相机拍摄影像图/国家航天局提供

鹊桥二号中继星是嫦娥六号任务中的关键角色，它架设起了地球和月球之间的通信桥梁。鹊桥二号运行在24小时周期的环月大椭圆冻结轨道上，近月点距离月球北极约几百公里，远月点在月球南极上空约16000公里。在这条轨道上，鹊桥二号每天可以为嫦娥六号提供超过18小时的中继通信覆盖时间。

中国航天科技集团逯运通说，鹊桥二号中继星它是采用了环月大椭圆的一个轨道，它相对于嫦娥六号的方位是时时刻刻都在变化的，整个变化的范围也是非常的大。所以整个探测器需要适应这样一个通讯的变化，让定向天线能够自主的跟踪中继星，确保通信链路的可靠。此外，月背的采样返回任务有效的通讯时间是减少的，因为有部分不可用的测控弧段，探测器需要更加地自主、更加地智能。

探月工程，自力更生

今年是我国探月工程立项二十周年。在过去的时间里，中国航天人迎难而上、挑战极限，已圆满完成了嫦娥一期到三期工程，走出了一条自力更生的路子。其中，嫦娥一号卫星进入月球轨道并获得全月图；嫦娥二号为嫦娥三号实现月面软着陆进行关键技术验证；嫦娥三号实现月球正面软着陆；嫦娥四号在月球背面进行软着陆和巡视探测；嫦娥五号首次携带月球正面样品返回。

中国航天科技集团于洁提出，嫦娥一号和嫦娥二号是环绕月球运行的，开展月球附近的探测工作。到了嫦娥三号软着陆到月球上，嫦娥四号是月球背面着陆，然后嫦娥五号是月球表面的采样返回。着陆技术从前到后是有继承性的，肯定是有进步，产品上小型化、集成化。

嫦娥六号着陆器降落相机拍摄影像图/国家航天局提供

我国探月工程四期在2021年12月获批立项，包括已经成功实施的嫦娥四号任务，还有陆续发射嫦娥六号、嫦娥七号、嫦娥八号探测器，开展任务关键技术攻关等。在本次任务中，嫦娥六号拉开了探月工程四期的新篇章，不仅将实现全球首次月球背面采样返回，还搭载了国内和国际的科学载荷，配备了降落相机、矿物光谱分析仪、月壤结构探测仪等，对月球表面的成分、结构等开展科学探测。

中国航天科技集团于洁介绍，月球背面对了解的信息还是比较少的。嫦娥六号究竟怎么做才能适应月球背面起飞，把样品运到月球轨道上去，并且保证入轨精度，这又提出了一定的挑战。需要去做大量的验证，包括设计故障预案的分析，各个方面都不能放松，趋近于百分百的成功。

嫦娥六号任务地面指挥和保障现场/国家航天局提供

从嫦娥奔月的传说到嫦娥六号在月背采样，千百年来，中国人奔赴“广寒宫”的梦想一次次成为现实。作为一项系统工程，嫦娥六号任务是团结协作的结果，更是中国航天人攀登世界科技高峰的又一次壮举。

全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩认为，由于受到中继通信的时长限制，这次嫦娥六号突破了智能快速采样技术，提高了采样的自主性和工作效率。采集样品以后从月球背面起飞，上升、入轨这些动作也都是智能化、自主化完成，采用的制导导航与控制系统，使整个上升过程非常稳定精准。

        嫦娥六号着陆器全景相机拍摄的影像图/国家航天局提供

月球探秘，意义非凡

在科研价值方面，此前，围绕嫦娥五号从月球正面取回的月壤，科学家们已经开展了多项研究，收获70多项研究成果，涵盖了月球形成、演化、太空风化作用与机制等多个领域。月球虽然是距离地球最近的天体，但仍然相距38万公里。嫦娥六号到月球背面“挖宝”克服了前所未有的困难，但也有着无可比拟的科研价值。

国家航天局探月与航天工程中心胡浩德说，除了月球背面始终对地球不可见以外，月球背面和正面在元素分布、地质地貌等方面都是存在着明显的差异的。比如地质地貌方面，月球正面，月海即暗色的这些区域占比超过30%。但是在月球背面主要是以高地为主，月海占比是不到3%。科学界现在有不同的假说，通过月球背面去采样，有可能是为这些科学研究提供一些新的科学发现，为科学家解释整个月球的地质演化、火山活动有比较大的科学价值。

月球与地球/网络图片

本次嫦娥六号着陆在了月球背面的南极-艾特肯盆地。这里是公认的月球上最大、最古老、最深的盆地。着陆点的选择综合考虑了着陆难度、通信难度和科研价值，有望进一步深化对月球成因和演化历史的研究。

国家航天局探月与航天工程中心胡浩德提出，嫦娥六号预选着陆区在南极艾特肯盆地，它在月球背面，是月球上最大的撞击坑，科学家们推测目前是形成于39亿年之前，直径是2500公里左右，深度约12公里，预期可能取到月球上截至目前为止最古老的一个样品，在嫦娥五号是取得了一个最年轻的样品。通过两种样品的对比分析，能够揭示更多的月球的奥秘。

从实用和经济等角度来说，发射人造地球卫星、载人航天和深空探测是人类航天活动的三大领域。其中，开发月球资源已成为世界航天活动的必然趋势和竞争焦点。

国际宇航联合会空间运输委员会副主席杨宇光提出，月球有两类资源很特殊，一个是真空环境，一个是低重力环境。这就意味着人类对月球的开发活动达到一定规模以后，有可能在月球上将我们制造的东西给发射到太空，比从地球上发射到同样的位置还要便宜、容易得多。未来如果我们做的好的话，也许是几十年、也许是上百年以后，月球会成为人类走向更深远太空的一个跳板，成为人类的前哨基地，走向火星或者走向更深远的太空，可以用更低的成本、更小的代价来完成相同的任务。

在探月工程顺利实施的基础之上，我国载人登月探测任务也正在拉开序幕，总体目标是2030年前实现中国人登陆月球。目前，长征十号运载火箭、梦舟载人飞船、揽月月面着陆器、登月服等主要飞行产品都已完成方案研制工作，正在全面开展初样产品生产和各项试验。 

对此，杨宇光认为，嫦娥五号和嫦娥六号进行了无人自主在绕月轨道上交会对接，为未来我们的载人登月奠定了很好的基础。另外一点，因为载人航天会受到很多的限制，要有庞大的环境控制和生命保障系统，载人航天器进行登月的话，它的整个规模要远大于无人航天器。最后一点，无论是降落还是起飞的过程，人的承受能力是有限的，加速度不能太大，就预计要在整个的过程中多消耗一些能量。

记  者 | 孙    媛

编  辑 | 朱艳婷

主  编 | 程    艳

推荐阅读

06-02 推送

06-01 推送