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原创 2024-05-06 13:55·中国科普博览
2024年5月3日，中国文昌航天发射场，长征五号运载火箭将我国嫦娥六号探测器成功送入奔向月球的旅程！
这次去月球，嫦娥六号有什么任务？为什么被称为“无人探月史上最难任务”？
去月背，从嫦娥四号到嫦娥六号
月球是地球最近的邻居，也是唯一的天然卫星，是出现在人类各种文明中的重要元素，也是几千年来中国神话传说和文人骚客们魂牵梦绕的所在。然而，由于潮汐锁定作用，月球围绕地球运动的公转周期和自身的自转周期完全一致，导致人类基本只能看到月球正面、而永远无法看到月背。
这就好比一个小朋友一边围着你转圈、一边同步扭动身子挡住背后手里藏着的糖，那么你永远就只能看到小朋友的正面，他背后的糖永远无法看见。所谓“今人不见古时月，今月曾经照古人”，其实我们和古人、甚至远古人类看到的月球都是正面，基本没什么区别。
进入航天时代后，人类终于可以利用环绕月球飞行的探测器看到月球背面。从上图可以看出，月球正面和背面是截然不同的，正面存在大量的“月海”（暗色区域），而背面则遍布撞击坑、神秘莫测。然而，由于月球的遮挡，月球背后是航天通信的“禁区”，很难实地探测。正因如此，美国、苏联此前的无人和载人登月活动，仅能在月球正面开展。
第一个破局者是我国的嫦娥四号探测器。它于2019年1月3日10时26分着陆月球背面，实现了人类航天的重大突破。为解决通信问题，我国提前在月球背后6.5万公里之外的地月拉格朗日二点附近部署了一颗通信中继卫星鹊桥号，“俯瞰地月”，支持地球与嫦娥四号的联系。
而嫦娥六号将会带来更大更显著的突破。因为它最核心的任务是从月球背后采取月壤样本并带回地球，这将是人类航天史无前例的巨大成就。
月背探测与采样返回，可能颠覆人类月球的认知
月球背面环形山和撞击坑的比例达到了97.5%，远高于正面（69%），形成原因和目前的情况只有理论解释，缺乏实地验证。大量的剧烈碰撞产生熔岩，各类物质含量丰富，或许留有月幔最原始的成分，保留了月球最深层的秘密。
而嫦娥六号聚焦的南极-艾特肯盆地是太阳系第二大超级撞击坑，早在1998年，美国的月球勘探者号就发现这里存在水冰，而且更接近月球最原始的情况。我国的嫦娥四号探测器和玉兔二号巡视器着陆在其中的冯·卡门环形山，对巡视区域的形貌和矿物组份研究、月表浅层结构、中子及辐射剂量和中性原子等研究都取得了重大突破。
南极-艾特肯盆地的地形图复杂程度远超月球其他地方，嫦娥六号也将择机着陆在这里的月背部分，丰富我们对月球历史的认知（图片来源：Garrick-Bethell and Zuber）
然而，在月球上利用有限仪器设备的原位探测无法太过深入，如果能把样本带回地球、在拥有大型科研设备的各类专业实验室中分析，必将取得更显著的研究成果。2020年，我国的嫦娥五号探测器实现了从月球正面采样返回，随后我国科研工作者利用样本开展的深入研究在国际上引起了巨大影响。例如，首次在天然地质样品中发现三方结构Ti2O和三斜结构Ti2O等Ti纳米矿物，首次发现月壤中存在天然玻璃纤维，最“年轻”的月球样本（仅有约19.6亿年）。这些成就极大丰富了人类对月球正面的认知。
毫无疑问，嫦娥六号预计采回的2千克月背土壤样本，将会重塑甚至颠覆人类对月球的认知。
此外，嫦娥六号还搭载了多个国际合作的科研设备，如欧空局的欧方研制的月表负离子分析仪、法国的氡气探测载荷、意大利的激光角反射镜等。这些设备都代表了各国科学家对月球探测最新鲜的好奇心，我们也期望中外携手做出最顶级的科研成果。
人类无人探测月球的难度之最
为支持更复杂的嫦娥六号采样返回任务，我国已在2024年3月20日发射了新一代的“鹊桥二号”通信中继卫星，目前正稳定运行。
嫦娥六号探测器组合体总重达8.2吨，是人类无人探月史上最复杂最重的探测器。把它发射到38万千米外的月球并非易事，这需要中国航天目前最为强大的长征五号系列运载火箭。
嫦娥六号由轨道器、返回器、着陆器和上升器四大部分组成。其中，轨道器主要负责往返月球期间的动力、能量、通信和交会对接需求等；返回器负责保管月壤采样样本，重返地球大气并安被全回收；着陆器负责携带上升器顺利降落月球，完成月面打钻采样、机械臂抓取采样和相关科研任务等；上升器负责携带收集的月壤样本，离开月球表面，与轨道器再次对接，将月壤转移至返回器中。
嫦娥六号探测器要实现组合体制动绕月、软着陆月球、采集月壤样本、月球上空交会对接、返回地球并着陆等一系列高难度操作，它的轨道器、着陆器和上升器都需要携带独立却各自功能不同的复杂推进系统。整个探测器共有五个分离面，意味着多次分离、对接，而大部分动作都要在月球附近、甚至月球背后进行，实施难度远超以往任务，可以说是人类无人探测月球的难度之最。
预祝嫦娥六号圆满完成任务！
中国人踏上月球，指日可待
嫦娥奔月是个美丽的神话，嫦娥探月工程的命名自然深受这个神话的影响。目前，我国的探月工程已经进入第四期，后续的嫦娥七号计划开展对月球地形地貌、物质成份、空间环境的综合探测，嫦娥八号将集中于科学探测试验和关键技术进一步突破。为与国际上的其他月球探测任务相结合，我国计划在下一个十年建立小型国际月球科研站，目标是支持长时段、较大规模的科学探测、技术试验与月球资源开发利用。
而中国的载人登月项目也在迅速推进中，总体目标是2030年前实现中国人登陆月球。目前各系统正按计划开展研制建设，重型登月运载火箭、梦舟载人飞船、揽月月面着陆器、登月服等主要飞行产品均已完成方案研制工作，正在全面开展初样产品生产和各项试验。
中国人距离踏上月球，已经越来越近了！
作者：太空精酿
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