嫦娥六号
Chang'e-6(CE-6)
嫦娥六号任务是中国航天史上迄今为止技术水平最高的月球探测任务,实现了“三大技术突破”和“一项世界第一”。即,突破了月球逆行轨道设计与控制技术、月背智能采样技术、月背起飞上升技术,实现了世界首次月球背面自动采样返回,再次创造了中国航天的世界纪录。
2024年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。2024年6月25日14时07分,嫦娥六号返回器准确着陆于内蒙古四子王旗预定区域,工作正常,标志着探月工程嫦娥六号任务取得圆满成功,实现世界首次月球背面采样返回。
月球背面的地质结构、物质组成以及宇宙早期环境充满神秘。此次嫦娥六号选择着陆在月球背面南极-艾特肯盆地东北部阿波罗撞击坑边缘,这是月球上已知最大、最深、最古老的撞击坑。科学家对从此处钻取和表取的月球样品开展研究,有望发现更多太阳系和月球演变等重大科学奥秘。嫦娥六号有两个主要科学目标:
1)在月球背面南极-艾特肯盆地着陆点开展区域形貌探测和地质背景勘察,获取与月球样品相关的现场分析数据,建立现场探测数据与实验室分析数据之间的联系;
2)对月球背面样品进行系统、长期的实验室研究,分析月壤的结构、物理特性、物质组成等,深化月球成因和演化历史的研究。
同时,嫦娥六号任务将开展月球背面着陆区的现场调查分析,月球样品实验室分析研究等科学探测,深化月球成因和演化历史的研究。迄今为止,人类采集的10多份月球样品,包括嫦娥五号样品,都是在月球正面采到的,嫦娥六号首次实现月球背面样品采集,有望为研究月球的二分性,完整了解月球的历史提供机会。南极-艾特肯盆地采集的样品还有可能采集到月球深部甚至月幔的样品,将为研究月球内部物质成份提供宝贵数据。
嫦娥六号探测器由轨道器、返回器、着陆器、上升器组成。着陆器共配置了6种有效载荷,包括全景相机、降落相机、月壤结构探测仪、月球矿物光谱分析仪、国旗展示系统、全景相机转台以及1台载荷数据处理器。有效载荷获取的科学探测数据将用于开展着陆区月表形貌与地质构造调查、月表物质成分与资源勘察、月球浅层内部构造等研究。各载荷在轨状态良好、工作稳定,圆满完成了嫦娥六号任务。中国科学院国家空间科学中心负责抓总嫦娥六号有效载荷分系统研制工作。
图一:嫦娥六号着陆器降落相机拍摄影像图(国家航天局供图)
嫦娥六号搭载了降落相机、全景相机、月球矿物光谱分析仪、月壤结构探测仪4台继承载荷,以及法国月球氡气探测仪、瑞典月表负离子分析仪、意大利激光角反射器、巴基斯坦立方星4台国际合作载荷。所有载荷的科学探测数据将不再直接传送到地面站,而是通过鹊桥二号中继星进行转发。嫦娥六号包括4台国际载荷在内的所有设备,均获取到珍贵的科学数据或影像资料。
图二:嫦娥六号着陆器全景相机拍摄影像图(国家航天局供图)
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,最终确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。
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相互作用机制;
法国月球氡气探测仪:对月球表面氡气同位素开展原位探测,研究挥发物在月球环境下传输和扩散机制;
意大利激光角反射器:利用在月球背面的定位,与其他月球探测任务开展联合测距与定位研究;
巴基斯坦立方星:开展在轨成像任务,验证纳卫星月球轨道探测技术。
5月8日,嫦娥六号搭载的与巴基斯坦合作的立方星在嫦娥六号探测器实施近月制动后成功分离,拍摄并成功传回了月球的影像图,圆满完成任务。5月10日,中国国家航天局向巴方交接了立方星的数据。6月2日,着陆器和上升器组合体着陆月球后,与法国合作的氡气探测器、与欧空局合作的月表负离子分析仪顺利开展科学探测。与意大利合作的激光角反射器状态正常,氡气探测器在月面工作时间达到了32小时,月表负离子分析仪在月面工作3小时50分钟。这四台国际载荷工作都非常出色。
经测量,嫦娥六号任务采集月球样品1935.3克。2024年6月28日,国家航天局在京举行探月工程嫦娥六号任务月球样品交接仪式。在样品安全运输至月球样品实验室后,地面应用系统的科研人员将按计划开展月球样品的存储和处理,启动科研工作。这标志着嫦娥六号任务由工程实施阶段正式转入科学研究新阶段。人类首份月背样品,在科学上具有独特意义,将进一步增进人类对月球演化的认知,加快人类和平探索利用月球资源的脚步,是全人类的重要财富。2025年7月9日,中国科学院发布嫦娥六号月球样品系列研究成果,四项重磅研究以封面文章形式发表于国际学术期刊《自然》。这些成果分别揭示了月背岩浆活动、月球古磁场、月幔水含量、月幔演化特征,首次让人们得以了解月球背面的演化历史,为破解月球“二分性”之谜提供了关键证据,更刷新了人类对太阳系天体演化的认知框架。2026年9月14日,“嫦娥六号”月壤样品赠送仪式在维也纳联合国总部举行,中国将“嫦娥六号”采集的人类首批月背月壤样品正式赠送联合国。