“北京时间5月3日17时27分，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，之后准确进入地月转移轨道，发射任务取得圆满成功。”
01
月背采样进行时：探月工程的战略揭秘
一个多月前，鹊桥二号中继星任务取得圆满成功，为中国探月工程四期项目赢得开门红。眼下，嫦娥六号成功发射，并于5月8日10时12分顺利完成近月制动，开始绕月飞行，为后续的落月采样提供必要条件，月背采样返回的任务流程接近过半。
嫦娥六号是我国探月工程四期的关键环节，其核心使命是完成月背采样返回，该任务是国际月球科研站基本型建设的重要内容。国际月球科研站是中国联合多国共同建设，将在月球表面和月球轨道长期自主运行、短期有人参与，可扩展、可维护的综合性科学实验设施。
科研站主要由地月运输系统、月面长期运行保障系统、月面运输与操作系统、月球科研设施系统、地面支持及应用系统五大基础设施构成，将进行月球自身探索和利用、月基观测、基础科学实验和技术验证等多学科多目标科研活动。
中国探月工程总设计师、深空探测实验室主任吴伟仁院士指出，国际月球科研站将按照三个阶段分步实施：第一步计划于2028年前建成基本型，主要任务是开展月球环境探测和资源利用试验验证；第二步计划于2040年前建成完善型，主要任务是开展日地月空间环境探测及科学试验，并建成鹊桥通导遥综合星座，服务载人登月和火星、金星等深空探测；第三步是建设应用型月球科研站，由科研型试验站逐步升级到实用型、多功能的月球基地。
建成国际月球科研站的基本型，需要对月球环境及月壤资源利用情况具备深入了解，因为这事关后续科研站工作日程的规划设计，以及维护、补给等后勤保障工作的流程，更重要的是，它与此后众多科研活动的探索方向息息相关，也是科研站顺利展开第二、三阶段研究的前提。
2020年，嫦娥五号探测器成功携带1731克月球样品着陆在内蒙古四子王旗预定区域，我国首次月球采样返回任务圆满完成，为人类了解月球环境打下坚实基础。然而，由于月球正面和背面的物质成分、形貌构造、岩石年龄等存在巨大差异，在对嫦娥五号带回的月球样品深入研究的基础上，我们需要获取月球背面的月壤样品才能更全面地分析月球环境，这意味着嫦娥六号任务的成功将为月球探测补上另一块重要拼图。
中国探月工程图解
本次嫦娥六号的核心任务是从月球背面采集样本带回地球，比起此前嫦娥五号在月球正面采样，嫦娥六号所面临的挑战更大，也更为复杂。除了不断优化近月制动、绕月飞行、月球软着陆等前几次任务中已经掌握的技术，巩固“绕、落、回”三阶段的战绩，嫦娥六号还面临不少首次出现的考验。
一方面，月背采样返回需要突破月球逆行轨道设计与控制、月背智能快速采样、月背起飞上升等技术难题。另一方面，不同于正面采样的畅通无阻，月背采样的最大困难在于通信，因为月球夹在中间会挡住月背的嫦娥六号与地面指挥的通信信号，这正是此前发射的鹊桥二号中继星解决的问题。
从嫦娥五号的月球正面采样返回，到鹊桥二号中继星提供中继通信服务，嫦娥六号月背采样返回任务的顺利进行，建立在前几次任务成功的基础上，同时也助力国际月球科研站基本型的建设更进一步。
02
探月20年：大国合作与博弈
除了技术层面的进阶，此次发射任务的另一大亮点是国际合作。
国家航天局自2019年4月发布《嫦娥六号任务国际载荷合作机遇公告》以来，先后对国际搭载项目建议进行了两批次的征集和遴选，最终敲定了欧空局月表负离子分析仪、法国月球氡气探测仪、意大利激光角反射器、巴基斯坦立方星等4个国际搭载项目。
5月3日发射当天，来自巴基斯坦、法国、意大利等多个国家航天机构、驻华使馆及联合国、欧空局等国际组织约50名国际友人，参加了国家航天局在海口召开的嫦娥六号国际载荷研讨会，并且一同见证了嫦娥六号任务发射。
事实上，面对任务艰巨、技术复杂、困难重重的航天工程，开展国际合作已经成为各国的共识。早在上世纪末，由美、俄、日、加和欧空局等共同建造的空间站项目就已开始酝酿；2017年，俄罗斯国家航天集团公司还与美国宇航局宣布两国将共同创建月球科研站。然而，故障险情、政治博弈等因素的影响，导致美俄长达数十年的合作关系面临严重承压。
2021年初，俄方正式退出与美共建月球科研站的计划，并表示将于2025年退出国际空间站合作项目，建造自有空间站。同年，中俄两国签署合作建设国际月球科研站谅解备忘录，并发布《中国国家航天局和俄罗斯国家航天集团公司关于合作建设国际月球科研站的联合声明》。
俄罗斯重启探月计划，是出于重塑大国形象的战略需要，而合作对象的变化，则是大国博弈与世界秩序重建的反映。与此同时，在大洋另一边，围绕“阿尔忒弥斯”计划展开的探月思路，同样计划携手国际伙伴和私营企业，尽可能扩大国家地缘战略和经济领域的影响。
诚然，月球探索无可避免与大国博弈紧密相连，但从人类命运共同体的角度而言，所有技术的突破都将殊途同归，以“和平利用、平等互利、共同发展”的方式推动人类文明的进步，这也是中国提出国际月球科研站计划的初衷。
03
征路迢迢：深空探测任重道远
作为深空探测的前哨站，月球向来是各国开展研究的重点目标。不断加深对月球的了解，不仅能够帮助人类认识太阳系和宇宙的形成与演化、生命起源与进化等问题，还将为航天活动的发展指引方向，也有助于人类进行经验迁移，对更远的天体开展研究。在此过程中，还会孵化新的学科和技术，进一步推进前沿科学的发展。
嫦娥五号的月壤研究曾因“月球不能种菜”的新闻词条火爆网络，使“刻在国人骨子里的种菜基因”成为热门话题，这不仅展示了独属于中华民族的农耕文明烙印，也意味着“嫦娥奔月”的神话故事正在逐渐走进大众、贴近现实。
“我们的征途是星辰大海。”
——高亢的口号言犹在耳，但回首脚下，深空探测之路依然任重道远。
吴伟仁曾在采访中表示：“和宇宙相比人类是渺小的，但是人类探索宇宙、探索太空这种精神是伟大的。”正是这种追逐梦想、勇于探索的精神，让一代又一代中国航天人不断突破技术关卡，向奔月梦想迈进。
如今，距离中国首颗人造卫星“东方红一号”发射成功已过去五十余年，中国开展的月球探测工程也已走过整整二十年，月壤中的信息将会带领人类深空探测走向何方呢？未来我们还将面临哪些困难和挑战？
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嫦娥奔月，难度几何？
在中华民族泱泱五千年的记忆里，对月亮的畅想从未停歇，那是李白《古朗月行》的“小时不识月，呼作白玉盘”，也是杜甫《月夜忆舍弟》的“露从今夜白，月是故乡明”……而从2004年嫦娥工程立项至今，我们以100%的成功率陆续发射了8次。而根据计划，嫦娥工程整体可以分为“探”“登”“驻”三大步骤，概称“大三步”，分别指无人探月、载人登月、长久驻月。
其中探月部分便是目前实施的“中国探月工程”，分为“绕”、“落”、“回”三个期段，统称“小三步”，小三步基本完成后，又提出第四步“勘”，也就是我们今天的主角“嫦娥六号”。
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从嫦娥一号到嫦娥六号
稳扎稳打的技术迭代
梳理嫦娥工程的历史，可以清晰了解到，嫦娥一号到嫦娥五号已经完成了三大步里的第一步，也即“探月”，而这个过程从2007年开始，到2020年告一段落，那么它们具体都做了什么呢？
根据三小步规划，一期工程的主题就是“绕”，由嫦娥一号（2007年）和嫦娥二号（2010年）完成，发射月球轨道器/硬着陆器，在距离月球表面2000公里的高度绕月飞行，进行月球全球探测。
二期工程主题为“落”，由嫦娥三号/玉兔号（2013年）和嫦娥四号/玉兔二号（2018年）完成，发射月球软着陆器/巡视器降落到月球表面，同期释放一个月球车，进行着陆区附近局部详细探测，着陆器还将携带天文望远镜，从月亮上观测星空，而且二期工程期间还发射了鹊桥号中继通信卫星，为月球背面登陆通信做准备。
三期工程主题为“回”，由嫦娥五号探路星（2014年）和嫦娥五号（2020年）完成，通过发射月球自动采样返回器在降落到月球表面后，使用机械手将采集月球土壤和岩石样品，再送上返回器，返回器将月球样品带回地球开展相关研究。
第四期工程“勘”其实就已经迈入三大步里的第二步“登”计划了，由2024年发射的嫦娥六号和鹊桥二号中继卫星开头，后续还有嫦娥七号和嫦娥八号。本期工程的主题是对月球南极的一次综合探测，包括对月球的地形地貌、物质成分、空间环境等进行一次综合探测及验证部分技术，为以后各国一起共同建立月球科研基地做前期探索。
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登陆月球背面
多次小考之后的大考
根据计划，嫦娥六号将在月球南极艾特肯盆地的阿波罗环形山采集2千克的月壤和月岩样品，并将其送回地球，这将是人类获得的第一份月球背面样品。艾特肯盆地是太阳系内人类已知的最古老的撞击坑，目前认为形成于月球诞生的初期。
而阿波罗环形山目前认为是大约40亿年前形成的，这两次撞击使得大量月幔物质到达月球表面。因此，嫦娥六号返回的样品将有助于研究地月乃至整个太阳系的历史。同时，嫦娥六号将用搭载的其他仪器获得更多科研数据，以供对月球环境的研究。
那么，登月的历史已超过50年，为什么以前没有去到月背呢？并不是NASA局长尼尔森说的“月球背面永远黑暗”，事实上在月相不是满月的情况下，月球背面都是有光照的，日食时甚至整个月背都会被完全照亮。
真正最关键问题的其实是通信，因为月球的自转速度跟公转速度相等，只有某一面正对着地球才会保持一个相对受力平衡的状态，所以从地球上看月球就永远只剩这一面朝着地球，而这个最终受力平衡的状态叫做“潮汐锁定”。而我们知道电磁波信号是沿直线传播的，这意味着我们从地球上无法直接与月球背面进行通信，所以我们才发射了两颗鹊桥中继卫星，使其运行在拉格朗日L2 Halo使命轨道，才解决了这个问题。
事实上嫦娥六号也不是月背软着陆的“第一星”，早在嫦娥四号时期，也就是2019年，我们就完成了世界首次月球背面软着陆，并通过鹊桥中继卫星传回世界第一张近距离拍摄的月背影像图。这是世界首次实现月球背面软着陆和巡视勘察，同时也是首次在月球的高纬度极地着陆，以及首次月背与地球的第一次中继通信。
考虑到月背嫦娥四号已经去过，嫦娥五号也实现了月表采样，所以这次嫦娥六号的根本目的就是把这两次成功经验整合起来，像极了经历多次单元测试后终于迎来期末考试的学生……
在完成月背采样之后，上升器会携带月壤从月球背面起飞，去和轨返组合体对接，根据中国航天科技集团专家介绍，嫦娥六号上使用了和嫦娥五号一样的交会对接技术，在上升器起飞之后它要进行4次轨道机动，才能到达预定的轨道，然后轨返组合体对上升器逐渐平稳靠近，最后实现交会对接，完成再将月球样品从上升器转移到返回器，所以，整个过程最大的难点就是如何稳定地进行控制。
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都是月土，着陆选址有何深意？
深部月壳及月幔成分是当今月球科学的关键问题之一，对于我们了解月球形成初期的分异作用，探究月球二分性，即月球正面和背面的地形地貌、结构、物质成分、月壳厚度的分布等所具有的明显的差异的成因都具有重要意义。但月背也有相当大的面积，具体在哪里进行采样，就成了一个科学话题。
作为月球最古老、最大的撞击盆地，南极艾特肯盆地是最有可能挖掘出月幔物质的盆地，其峰环、盆地内以及溅射毯的撞击熔融层及撞击熔融角砾岩都是很好的月幔物质取样地区。虽然挖掘出的月幔物质可能被月壤及玄武岩覆盖, 但后期形成的撞击坑又可重新将较新鲜的月幔物质暴露出来，所以艾肯特盆地是探测和研究深部月壳及月幔物质的理想区域，也成为了嫦娥六号的最终目的地，而且预计它将采回大量的玄武岩，另外还有一些通过撞击溅射过来的高地物质。科学家希望从这些成分信息了解月球背面火山活动的时间和火山岩的成分，因为火山岩浆主要来自月幔，所以它的成分信息可以反推月幔的成分信息。
除此之外，对于月球内部的探测，往往需要通过地震波分析发来实现，而阿波罗号时期的月震观测台站都布设在了月球正面，但最能代表月球早期岩浆洋分化的地体是月球背面的原始高地, 以及太阳系最大和最老的南极艾肯特盆地，所以月球背面是研究行星演化的最佳场所，这也是嫦娥六号奔赴月背选择此处的原因之一。
而且，如果我们从整个探月计划第二步来看，嫦娥七号计划于2026年前后发射，拟继续在月球南极着陆，主要任务是开展飞跃探测，争取找到水；嫦娥八号则计划于2028年前后发射，拟对月球南极进行物质、环境气候及矿物成分勘察等，届时，最关键的一步：国际月球科研站也将初步建立。所以，选择科研意义最大的地区进行探索，是嫦娥工程最基础的一环。
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编辑｜张毅
审核｜吴新
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