“中原標準時間5月3日17時27分，嫦娥六号探測器由長征五号遙八運載火箭在中國文昌航天發射場成功發射，之後準确進入地月轉移軌道，發射任務取得圓滿成功。”
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月背采樣進行時：探月工程的戰略揭秘
一個多月前，鵲橋二号中繼星任務取得圓滿成功，為中國探月工程四期項目赢得開門紅。眼下，嫦娥六号成功發射，并于5月8日10時12分順利完成近月制動，開始繞月飛行，為後續的落月采樣提供必要條件，月背采樣傳回的任務流程接近過半。
嫦娥六号是大陸探月工程四期的關鍵環節，其核心使命是完成月背采樣傳回，該任務是國際月球科研站基本型建設的重要内容。國際月球科研站是中國聯合多國共同建設，将在月球表面和月球軌道長期自主運作、短期有人參與，可擴充、可維護的綜合性科學實驗設施。
科研站主要由地月運輸系統、月面長期運作保障系統、月面運輸與作業系統、月球科研設施系統、地面支援及應用系統五大基礎設施構成，将進行月球自身探索和利用、月基觀測、基礎科學實驗和技術驗證等多學科多目标科研活動。
中國探月工程總設計師、深空探測實驗室主任吳偉仁院士指出，國際月球科研站将按照三個階段分步實施：第一步計劃于2028年前建成基本型，主要任務是開展月球環境探測和資源利用試驗驗證；第二步計劃于2040年前建成完善型，主要任務是開展日地月空間環境探測及科學試驗，并建成鵲橋通導遙綜合星座，服務載人登月和火星、金星等深空探測；第三步是建設應用型月球科研站，由科研型試驗站逐漸更新到實用型、多功能的月球基地。
建成國際月球科研站的基本型，需要對月球環境及月壤資源利用情況具備深入了解，因為這事關後續科研站工作日程的規劃設計，以及維護、補給等後勤保障工作的流程，更重要的是，它與此後衆多科研活動的探索方向息息相關，也是科研站順利展開第二、三階段研究的前提。
2020年，嫦娥五号探測器成功攜帶1731克月球樣品着陸在内蒙古四子王旗預定區域，大陸首次月球采樣傳回任務圓滿完成，為人類了解月球環境打下堅實基礎。然而，由于月球正面和背面的物質成分、形貌構造、岩石年齡等存在巨大差異，在對嫦娥五号帶回的月球樣品深入研究的基礎上，我們需要擷取月球背面的月壤樣品才能更全面地分析月球環境，這意味着嫦娥六号任務的成功将為月球探測補上另一塊重要拼圖。
中國探月工程圖解
本次嫦娥六号的核心任務是從月球背面采集樣本帶回地球，比起此前嫦娥五号在月球正面采樣，嫦娥六号所面臨的挑戰更大，也更為複雜。除了不斷優化近月制動、繞月飛行、月球軟着陸等前幾次任務中已經掌握的技術，鞏固“繞、落、回”三階段的戰績，嫦娥六号還面臨不少首次出現的考驗。
一方面，月背采樣傳回需要突破月球逆行軌道設計與控制、月背智能快速采樣、月背起飛上升等技術難題。另一方面，不同于正面采樣的暢通無阻，月背采樣的最大困難在于通信，因為月球夾在中間會擋住月背的嫦娥六号與地面指揮的通信信号，這正是此前發射的鵲橋二号中繼星解決的問題。
從嫦娥五号的月球正面采樣傳回，到鵲橋二号中繼星提供中繼通信服務，嫦娥六号月背采樣傳回任務的順利進行，建立在前幾次任務成功的基礎上，同時也助力國際月球科研站基本型的建設更進一步。
02
探月20年：大國合作與博弈
除了技術層面的進階，此次發射任務的另一大亮點是國際合作。
國家航天局自2019年4月釋出《嫦娥六号任務國際載荷合作機遇公告》以來，先後對國際搭載項目建議進行了兩批次的征集和遴選，最終敲定了歐空局月表負離子分析儀、法國月球氡氣探測儀、意大利雷射角反射器、巴基斯坦立方星等4個國際搭載項目。
5月3日發射當天，來自巴基斯坦、法國、意大利等多個國家航天機構、駐華使館及聯合國、歐空局等國際組織約50名國際友人，參加了國家航天局在海口召開的嫦娥六号國際載荷研讨會，并且一同見證了嫦娥六号任務發射。
事實上，面對任務艱巨、技術複雜、困難重重的航天工程，開展國際合作已經成為各國的共識。早在上世紀末，由美、俄、日、加和歐空局等共同建造的空間站項目就已開始醞釀；2017年，俄羅斯國家航天集團公司還與美國宇航局宣布兩國将共同建立月球科研站。然而，故障險情、政治博弈等因素的影響，導緻美俄長達數十年的合作關系面臨嚴重承壓。
2021年初，俄方正式退出與美共建月球科研站的計劃，并表示将于2025年退出國際空間站合作項目，建造自有空間站。同年，中俄兩國簽署合作建設國際月球科研站諒解備忘錄，并釋出《中國國家航天局和俄羅斯國家航天集團公司關于合作建設國際月球科研站的聯合聲明》。
俄羅斯重新開機探月計劃，是出于重塑大國形象的戰略需要，而合作對象的變化，則是大國博弈與世界秩序重建的反映。與此同時，在大洋另一邊，圍繞“阿爾忒彌斯”計劃展開的探月思路，同樣計劃攜手國際夥伴和私營企業，盡可能擴大國家地緣戰略和經濟領域的影響。
誠然，月球探索無可避免與大國博弈緊密相連，但從人類命運共同體的角度而言，所有技術的突破都将殊途同歸，以“和平利用、平等互利、共同發展”的方式推動人類文明的進步，這也是中國提出國際月球科研站計劃的初衷。
03
征路迢迢：深空探測任重道遠
作為深空探測的前哨站，月球向來是各國開展研究的重點目标。不斷加深對月球的了解，不僅能夠幫助人類認識太陽系和宇宙的形成與演化、生命起源與進化等問題，還将為航天活動的發展指引方向，也有助于人類進行經驗遷移，對更遠的天體開展研究。在此過程中，還會孵化新的學科和技術，進一步推進前沿科學的發展。
嫦娥五号的月壤研究曾因“月球不能種菜”的新聞詞條火爆網絡，使“刻在國人骨子裡的種菜基因”成為熱門話題，這不僅展示了獨屬于中華民族的農耕文明烙印，也意味着“嫦娥奔月”的神話故事正在逐漸走進大衆、貼近現實。
嫦娥五号上升器月面起飛示意圖
“我們的征途是星辰大海。”
——高亢的口号言猶在耳，但回首腳下，深空探測之路依然任重道遠。
吳偉仁曾在采訪中表示：“和宇宙相比人類是渺小的，但是人類探索宇宙、探索太空這種精神是偉大的。”正是這種追逐夢想、勇于探索的精神，讓一代又一代中國航天人不斷突破技術關卡，向奔月夢想邁進。
如今，距離中國首顆人造衛星“東方紅一号”發射成功已過去五十餘年，中國開展的月球探測工程也已走過整整二十年，月壤中的資訊将會帶領人類深空探測走向何方呢？未來我們還将面臨哪些困難和挑戰？
04
嫦娥奔月，難度幾何？
在中華民族泱泱五千年的記憶裡，對月亮的暢想從未停歇，那是李白《古朗月行》的“小時不識月，呼作白玉盤”，也是杜甫《月夜憶舍弟》的“露從今夜白，月是故鄉明”……而從2004年嫦娥工程立項至今，我們以100%的成功率陸續發射了8次。而根據計劃，嫦娥工程整體可以分為“探”“登”“駐”三大步驟，概稱“大三步”，分别指無人探月、載人登月、長久駐月。
其中探月部分便是目前實施的“中國探月工程”，分為“繞”、“落”、“回”三個期段，統稱“小三步”，小三步基本完成後，又提出第四步“勘”，也就是我們今天的主角“嫦娥六号”。
探月計劃在此前已經完成，嫦娥六号開啟下一階段
05
從嫦娥一号到嫦娥六号
穩紮穩打的技術疊代
梳理嫦娥工程的曆史，可以清晰了解到，嫦娥一号到嫦娥五号已經完成了三大步裡的第一步，也即“探月”，而這個過程從2007年開始，到2020年告一段落，那麼它們具體都做了什麼呢？
根據三小步規劃，一期工程的主題就是“繞”，由嫦娥一号（2007年）和嫦娥二号（2010年）完成，發射月球軌道器/硬着陸器，在距離月球表面2000公裡的高度繞月飛行，進行月球全球探測。
二期工程主題為“落”，由嫦娥三号/玉兔号（2013年）和嫦娥四号/玉兔二号（2018年）完成，發射月球軟着陸器/巡視器降落到月球表面，同期釋放一個月球車，進行着陸區附近局部詳細探測，着陸器還将攜帶天文望遠鏡，從月亮上觀測星空，而且二期工程期間還發射了鵲橋号中繼通信衛星，為月球背面登陸通信做準備。
三期工程主題為“回”，由嫦娥五号探路星（2014年）和嫦娥五号（2020年）完成，通過發射月球自動采樣傳回器在降落到月球表面後，使用機械手将采集月球土壤和岩石樣品，再送上傳回器，傳回器将月球樣品帶回地球開展相關研究。
第四期工程“勘”其實就已經邁入三大步裡的第二步“登”計劃了，由2024年發射的嫦娥六号和鵲橋二号中繼衛星開頭，後續還有嫦娥七号和嫦娥八号。本期工程的主題是對月球南極的一次綜合探測，包括對月球的地形地貌、物質成分、空間環境等進行一次綜合探測及驗證部分技術，為以後各國一起共同建立月球科研基地做前期探索。
嫦娥六号傳回器參考了嫦娥五号的設計思路
06
登陸月球背面
多次小考之後的大考
根據計劃，嫦娥六号将在月球南極艾特肯盆地的阿波羅環形山采集2千克的月壤和月岩樣品，并将其送回地球，這将是人類獲得的第一份月球背面樣品。艾特肯盆地是太陽系内人類已知的最古老的撞擊坑，目前認為形成于月球誕生的初期。
而阿波羅環形山目前認為是大約40億年前形成的，這兩次撞擊使得大量月幔物質到達月球表面。是以，嫦娥六号傳回的樣品将有助于研究地月乃至整個太陽系的曆史。同時，嫦娥六号将用搭載的其他儀器獲得更多科研資料，以供對月球環境的研究。
那麼，登月的曆史已超過50年，為什麼以前沒有去到月背呢？并不是NASA局長尼爾森說的“月球背面永遠黑暗”，事實上在月相不是滿月的情況下，月球背面都是有光照的，日食時甚至整個月背都會被完全照亮。
真正最關鍵問題的其實是通信，因為月球的自轉速度跟公轉速度相等，隻有某一面正對着地球才會保持一個相對受力平衡的狀态，是以從地球上看月球就永遠隻剩這一面朝着地球，而這個最終受力平衡的狀态叫做“潮汐鎖定”。而我們知道電磁波信号是沿直線傳播的，這意味着我們從地球上無法直接與月球背面進行通信，是以我們才發射了兩顆鵲橋中繼衛星，使其運作在拉格朗日L2 Halo使命軌道，才解決了這個問題。
鵲橋中繼衛星是保證月背通信的關鍵
事實上嫦娥六号也不是月背軟着陸的“第一星”，早在嫦娥四号時期，也就是2019年，我們就完成了世界首次月球背面軟着陸，并通過鵲橋中繼衛星傳回世界第一張近距離拍攝的月背影像圖。這是世界首次實作月球背面軟着陸和巡視勘察，同時也是首次在月球的高緯度極地着陸，以及首次月背與地球的第一次中繼通信。
考慮到月背嫦娥四号已經去過，嫦娥五号也實作了月表采樣，是以這次嫦娥六号的根本目的就是把這兩次成功經驗整合起來，像極了經曆多次單元測試後終于迎來期末考試的學生……
嫦娥六号選擇了極具研究價值的月球南極艾特肯盆地進行着陸
在完成月背采樣之後，上升器會攜帶月壤從月球背面起飛，去和軌返組合體對接，根據中國航天科技集團專家介紹，嫦娥六号上使用了和嫦娥五号一樣的交會對接技術，在上升器起飛之後它要進行4次軌道機動，才能到達預定的軌道，然後軌返組合體對上升器逐漸平穩靠近，最後實作交會對接，完成再将月球樣品從上升器轉移到傳回器，是以，整個過程最大的難點就是如何穩定地進行控制。
07
都是月土，着陸選址有何深意？
深部月殼及月幔成分是當今月球科學的關鍵問題之一，對于我們了解月球形成初期的分異作用，探究月球二分性，即月球正面和背面的地形地貌、結構、物質成分、月殼厚度的分布等所具有的明顯的差異的成因都具有重要意義。但月背也有相當大的面積，具體在哪裡進行采樣，就成了一個科學話題。
作為月球最古老、最大的撞擊盆地，南極艾特肯盆地是最有可能挖掘出月幔物質的盆地，其峰環、盆地内以及濺射毯的撞擊熔融層及撞擊熔融角礫岩都是很好的月幔物質取樣地區。雖然挖掘出的月幔物質可能被月壤及玄武岩覆寫, 但後期形成的撞擊坑又可重新将較新鮮的月幔物質暴露出來，是以艾肯特盆地是探測和研究深部月殼及月幔物質的理想區域，也成為了嫦娥六号的最終目的地，而且預計它将采回大量的玄武岩，另外還有一些通過撞擊濺射過來的高地物質。科學家希望從這些成分資訊了解月球背面火山活動的時間和火山岩的成分，因為火山岩漿主要來自月幔，是以它的成分資訊可以反推月幔的成分資訊。
除此之外，對于月球内部的探測，往往需要通過地震波分析發來實作，而阿波羅号時期的月震觀測台站都布設在了月球正面，但最能代表月球早期岩漿洋分化的地體是月球背面的原始高地, 以及太陽系最大和最老的南極艾肯特盆地，是以月球背面是研究行星演化的最佳場所，這也是嫦娥六号奔赴月背選擇此處的原因之一。
而且，如果我們從整個探月計劃第二步來看，嫦娥七号計劃于2026年前後發射，拟繼續在月球南極着陸，主要任務是開展飛躍探測，争取找到水；嫦娥八号則計劃于2028年前後發射，拟對月球南極進行物質、環境氣候及礦物成分勘察等，屆時，最關鍵的一步：國際月球科研站也将初步建立。是以，選擇科研意義最大的地區進行探索，是嫦娥工程最基礎的一環。