嫦娥六號

月壤即月球的土壤，對地球人來説藴藏着巨大的科學價值。為了去月球“挖土”，主要航天國家都“很拼”。

1970年9月蘇聯月球16號探測器從月球取回了一塊101克的小樣本，月球20號探測器和月球24號探測器則分別採集到了55克與170克樣品。

1969年7月至1972年12月間，美國通過阿波羅11號到阿波羅17號載人飛船實施了7次載人登月任務，除了阿波羅13號因發生故障中途返回，其餘6艘飛船皆完成登月，成功將12名航天員送上月球，共帶回月壤和月岩樣品約382千克 ^[39]  。

從1999年開始，中國國防科工委組織有關部門系統地論證了月球探測的科學目標，2000年，中國科學院通過了對科學目標的評審，並據此科學目標開始研製有效載荷。從2002年起，國防科工委組織科學家和工程技術人員研究月球探測工程的技術方案。經過兩年多的努力，深化了科學目標及其實施途徑，落實了探月工程的技術方案，建立了全國大協作的工程體系，提出了立足中國現有能力的繞月探測工程方案。

2004年1月，國務院批准繞月探測工程立項，命名為嫦娥工程。2006年2月，國務院頒佈《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006～2020）》，明確將“載人航天與探月工程”列入國家十六個重大科技專項 ^[40]  。

中國探月工程是《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006—2020）》明確的國家科技重大專項標誌性工程，是中國共產黨中央着眼中國社會主義現代化建設全局，為推動航天事業發展、促進科技進步和創新、提高綜合國力作出的重大戰略決策，自2004年1月立項並正式啓動以來，已連續成功實施嫦娥一號、嫦娥二號、嫦娥三號、再入返回飛行試驗、嫦娥四號和嫦娥五號等六次任務 ^[20]  。

嫦娥五號任務由中國國家航天局組織實施，具體由工程總體和探測器、運載火箭、發射場、測控與回收、地面應用等五大系統組成。國家航天局探月與航天工程中心為工程總體單位，中國航天科技集團有限公司所屬中國運載火箭技術研究院抓總研製運載火箭系統、中國空間技術研究院抓總研製探測器系統。中國衞星發射測控系統部負責組織實施發射、測控與回收。中國科學院國家天文台抓總研製地面應用系統，負責科學數據和樣品的接收、處理、存儲管理等工作 ^[20]  。

與前幾次探月任務相比，嫦娥五號任務最重要的目標就是“採樣返回”。這也是中國“探月工程”規劃的“繞、落、回”中的第三步。具體的工程目標是三個方面：

一是突破跟採樣返回相關的新的一些關鍵技術。

二是實現地外天體的自動採樣返回。

三是進一步完善探月工程體系，為載人登月和深空探測奠定一定的人才、技術和物質基礎 ^[21]  。

2009年，在探月二期工程實施的同時，為銜接探月工程一、二期，兼顧中國未來載人登月和深空探測發展，中國正式啓動了探月三期工程的方案論證和預先研究。

2011年，探月三期工程正式立項，任務目標是實現月面無人採樣返回。該工程規劃了2次正式任務和1次飛行試驗任務，分別命名為嫦娥五號、嫦娥六號和嫦娥五號高速再入返回試驗。其中，嫦娥五號規劃為中國首個實施月面取樣返回的航天器 ^[22]  。

2014年10月24日，探月工程三期再入返回飛行試驗器由長征三號丙運載火箭發射升空，準確進入地月轉移軌道 ^[23]  。同年11月1日，服務艙與返回器分離，隨後返回器順利着陸，試驗任務取得圓滿成功。服務艙拉昇軌道，繼續開展拓展試驗，先後完成了遠地點54萬千米近地點600千米大橢圓軌道拓展試驗和環繞地月L2點探測、返回月球、嫦娥五號調相機動模擬試驗等任務 ^[24]  。

2015年2月，國防科技工業局宣佈，探月工程三期再入返回飛行器服務艙為嫦娥五號任務開展在軌驗證，已完成調相試驗，模擬嫦娥五號着陸器月面採樣期間，軌道器的飛行控制過程，驗證軌道設計、飛控時序、軌道精度等相關技術項目，為月球軌道交會對接創造良好條件 ^[25]  。

2017年1月，嫦娥五號探測器着陸器推進子系統正樣熱試車取得成功，這標誌着嫦娥五號着陸器推進子系統熱試車收官。這也是嫦娥五號研製進程中非常關鍵的一步 ^[26]  。

嫦娥五號（Chang'e-5 ^[49]  ）探測器於2020年11月24日搭乘長征五號運載火箭飛向月球，2020年12月17日凌晨1點59分歷時23天的飛行之後，嫦娥五號從月球帶回了1731克月球樣品，實現了中國首次月球無人採樣返回，標誌着中國探月工程三期“繞、落、回”收官 ^{[30]  [34]  [44]}  。

2018年10月1日，中國工業和信息化部副部長、國家航天局局長張克儉宣佈，中國願意與各國開展航天合作，將在嫦娥六號的軌道器和着陸器上為國際合作夥伴提供10千克的載荷。 ^[3] 

2022年4月24日，“中國航天日”啓動儀式線上舉辦。國家航天局公佈的信息顯示，中國航天將堅持面向世界航天發展前沿、面向國家航天重大戰略需求，陸續發射嫦娥六號、嫦娥七號、嫦娥八號探測器，開展任務關鍵技術攻關和國際月球科研站建設。 ^[4] 

據央視新聞2022年 9 月10日報道，探月工程四期任務已獲國家批覆。探月工程四期包括嫦娥六號、嫦娥七號和嫦娥八號任務，這三個任務將在未來十年之內陸續實施 ^[5]  。

中國探月工程四期包括嫦娥四號、嫦娥六號、嫦娥七號、嫦娥八號等多項任務。其中，嫦娥四號任務已實施，於2019年實現了人類航天器首次月球背面軟着陸與巡視探測。綜合國家航天局此前發佈的消息，嫦娥六號也是一次月面採樣返回任務，其工程目標和科學目標將被進一步優化論證 ^[44]  。

2022年1月28日發表的《2021中國的航天》白皮書明確：中國將繼續實施月球探測工程，發射“嫦娥六號”探測器、完成月球極區採樣返回；啓動月球探測工程“嫦娥六號”任務國際載荷搭載合作 ^[47]  。

2022年9月，國家航天局探月與航天工程中心主任劉繼忠表示，未來十年，將陸續實施探月工程四期嫦娥六號、嫦娥七號和嫦娥八號任務，其中，嫦娥六號是嫦娥五號的備份，具備採樣返回的功能，將前往月球背面執行任務。 ^[6] 

2022年11月，在記者採訪時，中國探月工程總設計師吳偉仁表示，希望嫦娥六號從月球背面採集更多樣品，爭取實現2000克的目標。中國計劃於2024年在文昌航天發射場發射嫦娥六號，實施月背採樣返回任務。 ^[12] 

2022年11月24日，作為聯合國/中國空間探索與創新全球夥伴關係研討會系列會議的一部分，月球與深空探測特別會議在海口召開。與會專家表示，嫦娥六號任務計劃於2024年在文昌發射，已確定了氡氣探測儀等4台國際荷載。 ^[7]  根據會上國家航天局探月與航天工程中心發佈的《嫦娥六號國際載荷的徵集結果》，2019年4月18日，國家航天局對外發布了《嫦娥六號任務國際載荷搭載合作機遇公告》，共收到20多份搭載建議書。國家航天局探月與航天工程中心組建了遴選委員會，以確保嫦娥六號任務的安全可靠為原則，對國際載荷的工程實施效果、科學目標實現作單獨評價，最終確定了氡氣探測儀、立方星、月表負離子分析儀和激光角反射器4台國際載荷。4台國際載荷的技術狀態已基本確定，在技術層面具備了搭載可行性。 ^[8] 

2023年2月，中國將全面推進探月工程四期，嫦娥六號將從月球背面採集更多樣品，爭取實現2000克的目標。 ^[9] 

2023年4月24日，2023“中國航天日”主場活動啓動儀式上，鵲橋二號中繼星計劃於2024年發射，作為探月四期公共中繼星平台，將為嫦娥六號任務提供中繼通信服務。 ^[10] 

2023年6月8日，中國國家航天局局長張克儉在巴黎會見歐洲空間局局長阿蘇巴赫、法國國家空間研究中心主席巴蒂斯特，簽署了《中國國家航天局與歐洲空間局關於在嫦娥六號月球探測任務上搭載月表負離子分析儀的諒解備忘錄》《中國國家航天局與法國國家空間研究中心關於在嫦娥六號月球採樣任務中開展科學合作的諒解備忘錄》。此外，中方向法方頒發了月球科研樣品饋贈證書 ^[11]  。

嫦娥六號探測器作為嫦娥五號的備份，已於2017年完成主要產品的研製。按照“適應性改進、技術上有進步、工程上可實現、經費上可接受”的原則推進。 ^[13] 

2023年9月29日，國家航天局發佈消息，探月工程嫦娥六號任務正按計劃開展研製工作，計劃於2024年前後實施發射。根據安排，嫦娥六號任務將開展月球背面採樣返回。 ^[14-16] 

2024年4月27日，嫦娥六號探測器和長征五號遙八運載火箭在中國文昌航天發射場完成技術區相關工作後，器箭組合體垂直轉運至發射區，計劃5月初擇機實施發射。 ^{[19]  [58]} 

2024年5月3日17時27分，搭載嫦娥六號探測器的長征五號遙八運載火箭，在中國文昌航天發射場點火發射，準確進入地月轉移軌道，發射任務取得圓滿成功，嫦娥六號探測器開啓世界首次月球背面採樣返回之旅，預選着陸和採樣區為月球背面南極-艾特肯盆地。 ^{[64-65]  [68]} 

2024年5月3日，嫦娥六號任務國際載荷研討會在海口舉辦。來自巴基斯坦、法國、意大利等12個國家的航天機構、駐華使館以及聯合國、歐空局等國際組織代表約50人，齊聚海南共商合作。 ^[71] 

2024年5月10日，中國國家航天局在京舉辦嫦娥六號任務巴基斯坦立方星數據交接儀式。儀式上，嫦娥六號任務巴基斯坦立方星拍攝的首幅影像揭幕。 ^[79] 

嫦娥六號探測器作為嫦娥五號的備份一同研製，系統組成相同 ^[45]  。

嫦娥六號探測器總重8.2噸，由軌道器、返回器、着陸器、上升器四部分組成，後續在經歷地月轉移、近月制動、環月飛行後，着陸器和上升器組合體將與軌道器和返回器組合體分離，軌道器攜帶返回器留軌運行，着陸器承載上升器擇機實施月球正面預選區域軟着陸，按計劃開展月面自動採樣等後續工作 ^{[28-29]  [31]}  。

嫦娥六號探測器的發射任務由長征五號運載火箭承擔。

長征五號運載火箭是21世紀10年代中國航天科技集團公司所屬中國運載火箭技術研究院抓總研製的一種大型低温液體捆綁式運載火箭。長征五號為捆綁四個助推器的兩級半構型火箭，其芯級直徑為5米，採用液氫液氧發動機;助推器直徑3.35米，採用液氧煤油發動機。火箭全長為57米，起飛重量為854.5噸，起飛推力為1062噸，近地軌道最大運載能力為25噸，地球同步轉移軌道軌道最大運載能力為14噸 ^{[27]  [36]}  。長征五號（CZ-5）是新一代大型運載火箭，完全採用無毒無污染推進劑，是中國研製規模和技術跨度最大的航天運輸系統工程。主要用於發射空間站、探月三期、下一代地球靜止軌道衞星等任務。2016年11月3日，長征五號火箭首飛取得圓滿成功 ^[36]  。

鑑於嫦娥四號中繼星的設計壽命即將到期，所以在嫦娥六號任務之前，中國計劃再發射一顆鵲橋二號中繼通訊衞星，作為探月四期的公共中繼星平台，為嫦娥六號、七號、八號提供服務 ^[37]  。

鵲橋二號作為一顆中繼通信衞星，主要用於轉發月面航天器與地球之間的通信，其首次任務將為嫦娥六號服務。嫦娥六號計劃2024年前後發射，着陸點位於月球的背面，受到月球的遮擋，它無法直接與地球之間通信，因此需要鵲橋二號來轉發 ^[38]  。嫦娥六號任務完成後，鵲橋二號將會擇機調整軌道，從而為嫦娥七號、嫦娥八號以及後續月球探測任務提供服務。此外，鵲橋二號還要接力鵲橋號，為在月球背面探測的嫦娥四號和玉兔二號提供中繼通信服務 ^{[42]  [45]}  。

2024年3月20日8時31分，探月工程四期鵲橋二號中繼星由長征八號遙三運載火箭在中國文昌航天發射場成功發射升空。鵲橋二號中繼星作為探月工程四期後續任務的“關鍵一環”，將架設地月新“鵲橋”，為嫦娥四號、嫦娥六號等任務提供地月間中繼通信。 ^{[53]  [55]} 

2024年3月25日0時46分，鵲橋二號中繼星經過約112小時奔月飛行，在距月面約440公里處開始實施近月制動，約19分鐘後，順利進入環月軌道飛行。後續，鵲橋二號中繼星將通過調整環月軌道高度和傾角，進入24小時週期的環月大橢圓使命軌道，按計劃開展與嫦娥四號和嫦娥六號的對通測試。 ^[56]  4月8日—9日，鵲橋二號中繼星與嫦娥六號探測器（地面狀態）開展對通測試。 ^[57] 

2024年5月8日16時14分36秒，上海交通大學航空航天學院智能衞星技術中心研製的“SJTU思源二號（ICUBE-Q）”探月衞星與嫦娥六號成功釋放分離，進入預定軌道，衞星上電，成功獲得第一張圖像照片。這標誌着這一國內首顆10公斤以下探月衞星正式開啓科學探索任務，它將繼續捕捉月貌圖像數據，並開展一系列實驗。SJTU思源二號是上海交通大學與巴基斯坦空間技術研究院共同研發的成果。這一合作項目不僅加深了中巴兩國在航天領域的合作，也為“一帶一路”合作伙伴提供了寶貴的航天應用和技術推廣實例。 ^[77] 

2024年5月10日，中國向巴基斯坦交接嫦娥六號任務巴基斯坦立方星數據。 ^[78] 

嫦娥六號任務與嫦娥五號任務雖然同為月球採樣返回任務，也存在着諸多不同：

一是嫦娥六號任務着陸區為月球背面南極-艾特肯盆地；

二是任務實施過程中引入了鵲橋二號中繼星的支持；

三是增加了國際合作內容 ^[17]  。

根據2023年6月中國國家航天局與歐洲空間局、法國國家空間研究中心簽署的備忘錄，中國嫦娥六號任務上搭載歐方研製的月表負離子分析儀，進行月表原位反向散射和濺射負離子探測，開展行星科學的基礎問題研究；明確了將在嫦娥六號任務中搭載法方氡氣探測載荷，測量月球表面的氡氣及其衰變產物，優化月球氣體輸運模型，進一步完善月壤物理性質認知。 ^[11] 

嫦娥六號任務還搭載意大利的激光角反射鏡、巴基斯坦的立方星等4個國家的載荷和衞星項目 ^[35]  。嫦娥六號搭載的25千克法國科研設備載荷，計劃在月球南極進行採樣返回，這將是法國首個登月航天項目，也是中法首次探月合作 ^[48]  。

嫦娥六號計劃對月球背面樣品進行系統、長期的研究，分析月壤的結構、物理特性、物質組成，爭取獲得更新的月球科學數據 ^[42]  。

嫦娥六號的第一個科學方針是展開着陸點區的描摹探測和地質佈景勘測，獲得與月球樣品相關的現場闡發數據，創建現場探測數據與實行室闡發數據之間的聯繫。重要包含：着陸區的地形地貌探測：採樣點四周描摹與佈局機關特性；撞擊坑的描摹、鉅細與散佈等。物資成份探測：採樣點的物資成份特性；月壤物理特徵與佈局；月殼淺層的温度梯度探測等。第二個科學方針是對返回高空的月球樣品進行體系、持久的實行室研究，闡發月壤與月岩的物理特徵與佈局機關、礦物與化學構成、微量元素與同位素構成、月球岩石構成與演變進程的同位素春秋測定、宇宙輻射與太陽風離子與月球的互相感化、太空風化進程與環境演變進程等，深入月球成因和演變汗青的研究。

第二個科學目標是對返回地面的月球樣品進行系統、長期的實驗室研究，分析月壤與月岩的物理特性與結構構造、礦物與化學組成、微量元素與同位素組成、月球岩石形成與演化過程的同位素、宇宙輻射與太陽風離子與月球的相互作用、太空風化過程與環境演化過程等，深化月球成因和演化歷史的研究。

要實現月球採樣返回，需要突破很多技術，如樣品採集技術、月面上升起飛技術、月球軌道交會對接技術等，因為是高速返回，還需要突破再入技術等。採樣方面，不僅要採獲月球表面的月土，還要打孔，從2米底下的月球土層中取出不同深度的材料，拿回地球，因此嫦娥六號上還將攜帶鑽機 ^{[2]  [43]}  。

2024年1月8日、9日，探月工程四期嫦娥六號任務探測器產品分別搭乘安-124和運-20飛機，抵達海南美蘭國際機場，隨後通過公路運輸方式運送至中國文昌航天發射場。後續按計劃進行發射前各項測試準備工作 ^[18]  。

2024年春節期間，嫦娥六號在中國文昌航天發射場進行相關測試，為實施發射作準備 ^[50]  。嫦娥六號任務將突破月球逆行軌道設計與控制、月背智能採樣和月背起飛上升等關鍵技術，實施月球背面自動採樣返回，同時開展着陸區科學探測和國際合作。發射場設施狀態良好，各項準備工作正按計劃有序進行，嫦娥六號計劃於2024上半年實施發射 ^[18]  。

2024年3月15日，國家航天局發佈消息，執行探月工程四期嫦娥六號任務的長征五號遙八運載火箭安全運抵中國文昌航天發射場。 ^{[52]  [59]} 

2024年4月27日，嫦娥六號探測器和長征五號遙八運載火箭被垂直轉運至發射區，計劃於5月初擇機發射，開展人類首次月背取樣。 ^[60] 

2024年5月1日上午，嫦娥六號月球探測任務組織發射前系統間全區合練，文昌航天發射場、北京飛控中心、西安衞星測控中心、遠望號測量船隊以及任務各測控場站等實施聯調聯控，目前各系統已經做好發射前準備工作。 ^[61]  5月1日，國家航天局發佈消息，經工程任務指揮部綜合研判決策，探月工程四期嫦娥六號任務計劃於2024年5月3日實施發射。 ^[62]  2024年5月3日，國家航天局消息，長征五號遙八運載火箭開始加註液氧低温推進劑，探月工程四期嫦娥六號任務計劃5月3日17時至18時實施發射任務，首選發射窗口瞄準17時27分。 ^[63] 

2024年5月3日17時27分，嫦娥六號探測器由長征五號遙八運載火箭在中國文昌航天發射場成功發射，之後準確進入地月轉移軌道，發射任務取得圓滿成功。嫦娥六號探測器開啓世界首次月球背面採樣返回之旅，預選着陸和採樣區為月球背面南極-艾特肯盆地。 ^{[67]  [69-70]}  5月3日，巴基斯坦總理祝賀嫦娥六號任務搭載巴衞星成功發射。 ^[72]  5月8日，嫦娥六號探測器成功實施近月制動，順利進入環月軌道飛行。 ^[75] 

2024年5月8日10時12分，在北京航天飛行控制中心的精確控制下，嫦娥六號探測器成功實施近月制動，順利進入環月軌道飛行。 ^[76] 

2024年5月10日，中國向巴基斯坦交接嫦娥六號任務巴基斯坦立方星數據。 ^[80] 

嫦娥六號與嫦娥五號相同的探測任務主要面對取樣、上升、對接和高速再入等四個主要技術難題和系統設計面臨五大挑戰。

第一是“分離面多”。相較於神舟飛船和“嫦娥三號”均只有兩個部分需要分離，即兩個分離面，“嫦娥五號”有5個分離面，分別是軌道器和着陸器組合體、着陸器和上升器組合體、軌道器和返回器組合體、軌道器和支撐艙及軌道器與對接支架。這些分離面都必須“一次性成功”。

第二是“模式複雜”。探測器需要經歷多個飛行階段，還需要完成月面採樣、月面起飛上升、月球軌道交會對接和樣品轉移、地球大氣高速再入返回着陸等關鍵環節，並且設計約束多。其中，上升器與軌道器需要在距離地球38萬千米的月球軌道上完成對接，在這裏無法藉助衞星導航的幫助，需要依靠探測器自身實現交會對接。

第三是“細節嚴酷”。為獲取月壤樣品，“嫦娥五號”無人採樣器將通過採樣鑽頭深入月球內部和採樣機械臂月球表面採樣兩種方法，再把樣品轉移到上升器，由上升器與軌道器對接，最終把樣品轉移到返回器，整個環節必須分毫不差。

第四是“温度控制”。月球表面白天温度約零上180攝氏度，夜間零下150攝氏度，晝夜温差約330攝氏度。另外上升器發動機點火瞬間達到上千攝氏度，如何避免燒燬上升器和着陸器，對研製團隊提出挑戰。

第五是“瘦身壓力”。運載火箭的運載能力對嫦娥五號探測器的重量有嚴格的約束，一方面要儘可能對分系統進行“瘦身”，另一方面，因為備份產品較少，必須確保質量可靠 ^[31-32]  。

嫦娥六號探測任務將突破月球逆行軌道設計與控制、月背智能採樣和月背起飛上升等關鍵技術，實施月球背面自動採樣返回，同時開展着陸區科學探測和國際合作 ^[41]  。

截至2024年1月，人類共對月球進行了10次採樣返回，這10次採樣均位於月球的正面。科學家認為，月球背面整體上相對月球正面更為古老，具有重要科研價值，因此，嫦娥六號計劃對月球背面樣品進行系統、長期的研究，分析月壤的結構、物理特性、物質組成，爭取獲得更新的月球科學數據。嫦娥系列任務成功，會為人類揭開更多月球和宇宙的奧秘 ^[34]  。（光明網 評）

2024年，中國發射嫦娥六號月球樣本返回任務。如果任務成功，將是人類首次從月球遠端採集樣本 ^[46]  。（科普中國網 評）

嫦娥六號任務選擇巴基斯坦參與國際合作是對巴科學家能力的認可，是巴技術發展的歷史性時刻。取得的成果將增強巴在衞星通信領域的能力，為科學研究、經濟發展和國家安全創造新的機遇。（巴基斯坦總理夏巴茲 評） ^[73] 

此次嫦娥六號任務的發射是各國和組織攜手太空合作和共享利益的良好範例。（巴基斯坦副總理兼外長伊沙克·達爾 評） ^[74]