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2024-05-0319:29·澎湃新闻澎湃新闻记者谢瑞强王亦赟人类首次月球背面取样、嫦娥六号与嫦娥五号有哪些不同、能带回多少月球“土特产”……嫦娥六号任务看点不少。
根据国家航天局5月3日发布的消息，搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭开始加注液氧低温推进剂，探月工程四期嫦娥六号任务计划5月3日17时至18时实施发射任务，首选发射窗口瞄准17时27分。
嫦娥六号着陆月球模拟图。本文图片来源：央视新闻、国家航天局
首次月球背面取样
嫦娥六号原本是嫦娥五号的备份，在嫦娥五号任务成功后被赋予了新的使命，它将前往月球背面采集月球样品，并带回地球，这也将是人类首次开展月球背面取样。
根据官方此前公布的信息，嫦娥六号任务预选着陆区位于月球背面南极-艾特肯盆地。迄今为止人类已进行的10次月球采样返回，但均位于月球正面。月球背面南极艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑被认为是太阳系内最大、最古老的撞击坑，保存了原始月壳的岩石，具有极高的科学研究价值，可获取月球乃至地球早期演化历史的新认识，增进人类对月球的认知。
国家航天局探月工程与航天工程中心副主任葛平此前介绍，嫦娥六号和嫦娥五号相比较，最大特点是嫦娥五号是在月球正面进行采样返回，而嫦娥六号是在月球背面进行采样返回，要突破月球运行轨道设计与控制技术，月背智能采样技术和月背起飞上升技术，最终实现月球背面的自动采样返回。
据悉，嫦娥六号任务将突破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关键技术，实施月球背面自动采样返回，同时开展着陆区科学探测和国际合作。
在国际合作方面，嫦娥六号任务搭载了法国的氡气探测仪、欧空局的负离子探测仪、意大利的激光角反射镜、巴基斯坦的立方星等4个国家的载荷和卫星项目。与此同时，我国正在加快推进国际月球科研站大科学工程，希望更多国际伙伴加入，共同拓展人类认知疆域，为和平利用太空、推动构建人类命运共同体作出贡献。
受到月球的遮挡，登陆月球的探测器无法直接与地球通信，为顺利完成月球背面航天器与地球间的通信，用于中继通信的鹊桥二号中继通信卫星，卫星已在3月发射升空。鹊桥二号作为一颗中继通信卫星，主要用于转发月面航天器与地球之间的通信，它首次任务将为嫦娥六号服务。
搭载嫦娥六号的长征五号遥八运载火箭，该火箭由中国航天科技集团有限公司所属的中国运载火箭技术研究院抓总研制。
“胖五”再次牵手“嫦娥”
作为中国现役长征运载火箭中运力最强的成员，被亲切地称呼为“胖五”火箭。长征五号是一款两级半状态液体运载火箭，芯级直径达5米，捆绑4个3.35米助推器，起飞推力超过1000吨，具备近地轨道25吨、地球同步转移轨道14吨的运载能力。此次发射是长征五号第二次发射嫦娥探测器，该火箭曾在2020年11月24日成功发射嫦娥五号探测器。
据央视新闻报道，为了让这次嫦娥六号任务能顺利实施，科研人员还为火箭设计了多个发射窗口。与发射近地轨道航天器不同，由于地月相对位置不断变化，一旦在发射窗口内不能实施发射，嫦娥六号的奔月计划就会受到影响。为了让嫦娥六号有最佳入轨状态，火箭团队用上了“窄窗口多轨道”发射技术。
据报道，中国航天科技集团一院总体设计部总体室副主任设计师朱海洋介绍说，嫦娥六号任务的特点就是对于窗口的要求特别高，主要还是奔月轨道，为了达到能量最优，对火箭发射时间以及送到LTO（地月转移）轨道的时间要求比较高，所以发射窗口相对比较窄。针对这一发火箭窄窗口多轨道的技术，开展了一些验证。
据了解，这次发射科研人员为火箭设计了多条奔月轨道，大大提高了发射概率和发射可靠性，为后续嫦娥六号奔月打下基础。同时，嫦娥六号探测器需要进入近地点200公里、远地点41万公里的地月转移轨道，为了让嫦娥六号奔月路上少用点“力气”，入轨精度也要求极高。
朱海洋表示，对于火箭来说，我们主要是把它送到LTO（地月转移轨道）交班点。在发射场射前的一些流程协调方面，也围绕窄窗口多轨道的技术开展了协调和演练。入轨精度越高，对于嫦娥六号它的调姿、定向、轨道的抬升、变轨、推进剂消耗会比较少。
嫦娥六号原本是嫦娥五号的备份，在嫦娥五号任务成功后被赋予了新的使命。图为嫦娥五号探测器全貌。
能挖回多少月壤？
既然嫦娥六号的重要任务是采样返回，那嫦娥六号如何在月球“挖土”和能带回多少月壤自然是本次任务的重要看点之一。
据了解，嫦娥六号任务将沿用嫦娥五号的采集方式，使用钻取和表取两种采样方式，获得不同层面和深度的样品，并在月球背面同步开展科学探测。“表取”即从月球表面通过机械臂和机械爪的配合抓取一部分月壤，“钻取”即通过特殊的钻头钻到月表以下两米左右的位置把月壤整体取出来，然后对月壤进行密封封装，经月面起飞、月球轨道交会对接、月地转移和再入回收等过程将月球样品安全送回地球。
2020年12月1日，嫦娥五号探测器成功着陆在月球正面西经51.8度、北纬43.1度附近的预选着陆区，并传回着陆影像图。12月17日，嫦娥五号月球探测器成功携带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。2021年7月12日，月球样品科学研究工作正式启动月球样品中共17.4764克被发放给13所科研机构。
嫦娥五号表取采样画面。
经过中国科学家的研究，嫦娥五号带回来的月壤不断刷新人类对月球的认识，惊喜不断。2021年10月8日，国际顶级学术期刊《科学》（Science）在线发表了研究论文“嫦娥五号年轻玄武岩的年代与成分”。这是以嫦娥五号返回样品为研究对象发表的首篇学术成果。中国地质调查局地质研究所北京离子探针中心团队，研究证明月球直至19.6亿年前仍存在岩浆活动，使目前已知的月球地质寿命“延长”了10亿年。
2022年5月，南京大学的邹志刚院士、姚颖方教授团队与香港中文大学（深圳）、中国科学技术大学合作，发现嫦娥五号带回的月壤样本中，一些成分可作为催化剂，在太阳光作用下，将水和二氧化碳转化为氧气、氢气、甲烷和甲醇。基于这一发现，研究人员提出，未来可利用月球自身资源建设月球基地，支持深空探测、研究和旅行。
作为人类首次月球背面取样，嫦娥六号带回来的月球“土特产”与嫦娥五号带回来的有何不同？对人类加深对月球认识有何帮助？……都值得关注。
本期编辑邹姗
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