解码嫦娥六号“奔月”之路

嫦娥六号各部分示意图。奔月 　　图片来源：国家航天局官网

　　近日，解码前往月球探索的嫦娥四川某某设备制造厂中国嫦娥六号探测器成功实施近月制动，顺利进入环月轨道飞行。奔月

　　作为中国探月工程四期的解码“关键一环”，嫦娥六号将完成月背采样返回等重要任务。嫦娥自5月3日顺利升空以来，奔月嫦娥六号的解码探月之旅吸引全球关注。在50多天的嫦娥旅程中，嫦娥六号要经历哪些考验？为什么要到月球背面取土？哪些国家的奔月载荷跟着嫦娥一起奔月？

　　经历11个飞行过程

　　进入环月轨道飞行，只是解码嫦娥六号漫长飞行任务中的一环。

　　据专家介绍，嫦娥嫦娥六号探测器需经历发射入轨段、奔月地月转移段、解码四川某某设备制造厂近月制动段、嫦娥环月飞行段、着陆下降段、月面工作段、月面上升段、交会对接与样品转移段、环月等待段、月地转移段和再入回收段等11个飞行过程。每个阶段环环相扣，好比接力赛，每一棒都必须成功。

　　与之前的嫦娥五号探月任务不同，嫦娥六号采用的是月球逆行轨道，其飞行方向与月球的自转方向相反。专家介绍，采用逆行轨道能够提升探测器与月球之间的相对速度，让环绕器更好地稳定在环月轨道上，并避免改动探测器太阳翼、敏感器等器件的安装位置。

　　嫦娥六号从发射到返回地面，整个过程需要53天，比嫦娥五号多花1个月时间。这些多出的时间，主要用于“等待”合适的落月时机。

　　嫦娥六号任务副总设计师王琼说，由于嫦娥六号探测器将在月背着陆，降落前，其轨道面需调整到与着陆点共面的位置，这一过程需多等待20多天。在鹊桥二号中继星的支持下，嫦娥六号将调整环月轨道高度和倾角，择机实施轨道器返回器组合体与着陆器上升器组合体分离。随后，着陆器上升器组合体将实施月球背面着陆，按计划开展月球背面采样以及返回任务。

　　高效开展月壤采集

　　嫦娥六号的预选着陆区为月球背面南极—艾特肯盆地。该盆地是整个太阳系中已知的最大撞击坑之一，被认为是月球上最大、最古老和最深的盆地，是月壳演化3个独立的地体之一，可能保存了月球上古老的岩石，具有重要的科研价值，有望助力人类进一步分析月壤的结构、物理特性、物质组成等，并深化对月球成因和演化历史的研究。

　　月球背面不如月球正面那样平坦，着陆区的选择及精准着陆是任务的难题之一。为此，嫦娥六号在落月过程中将通过多种技术手段，调整到理想的着陆区域。

　　月背采样的“挖土”过程同样具有不确定性。王琼说，对于着陆器下方的月球浅表层结构，必须等到嫦娥六号探测器抵达月球后，借助探测仪才能知道具体情况。

　　嫦娥六号着陆后，着陆上升组合体将采用钻取和表取两种采样方式，完成月壤的取样和封装。同时，有效载荷、国际载荷开展就位探测。

　　所谓表取，是用类似于人手的“铲子”采集月壤，钻取则可深入月球内部钻取月壤岩芯。虽然嫦娥六号会在月球上工作两天，但由于身处月背，受限于中继星覆盖时长问题，嫦娥六号探测器的工作时间将缩短至36到40个小时，这对地面人员以及探测器的工作效率提出了更高要求。

　　在完成月面工作后，上升器将携带月球样品在月面起飞，通过实施4次轨道机动，采用多圈多脉冲共面椭圆轨道交会策略，导引至高度为210公里的环月圆轨道上，与轨返组合体实施交会对接。

　　开放国际合作机会

　　嫦娥六号任务提供了开放的国际合作机会，务实的国际合作是本次任务的一大特色。

　　2019年4月，国家航天局对外发布了《嫦娥六号任务国际载荷合作机遇公告》，通过对两批次国际载荷搭载项目建议的征集、遴选，最终嫦娥六号搭载了4个国际载荷，包括法国氡气探测仪，对月表氡气同位素开展原位测量；欧空局月表负离子分析仪，对月球表面负离子进行探测，研究等离子体和月面的交互作用；巴基斯坦立方星，开展在轨成像任务；意大利激光角反射镜，作为在月球背面的定位绝对控制点，可以与其他月球探测任务开展联合测距与定位研究。

　　5月8日16时14分，嫦娥六号任务搭载的国际载荷之一巴基斯坦立方星与轨道器在周期12小时环月大椭圆轨道的远月点附近分离，随后成功拍摄第一幅影像。巴基斯坦立方星项目实现“成功分离，获得遥测”的既定目标，取得圆满成功。巴基斯坦立方星是由巴基斯坦空间技术研究所和上海交通大学于2023年初启动联合研制，2024年按计划完成与探测器的总装、测试和发射场准备。巴基斯坦立方星项目成功验证了纳卫星月球轨道探测技术，探索了中巴月球与深空探测任务合作模式，为后续任务中双方更深入的合作奠定了基础。

　　当前，中国正在加快推进国际月球科研站大科学工程。前不久，国际月球科研站新增尼加拉瓜、亚太空间合作组织、阿拉伯天文学和空间科学联盟3个合作国家、机构。嫦娥六号任务总设计师胡浩表示，中国探月工程向来重视国际合作，合作之门始终对国际社会敞开。