嫦娥六號

嫦娥五/六號完整組合體全尺寸模型，自下而上分別為軌道器、過渡段（內有返回器）、著陸器和上升器。

嫦娥六號是由中國國家航太局組織並實施的中國探月工程第六次月球探測任務，執行繼嫦娥五號後的第二次月球採樣返回任務，本次任務首次實現人類從月球背面採集月壤樣本並將其帶回地球。與中國探月工程先前的計畫一樣，太空船以中國月亮女神嫦娥的名字命名。

嫦娥六號於2024年5月3日17時27分29.132秒由長征五號運載火箭自中國文昌航太發射場發射升空；6月2日，著陸器和上升器在月球背面阿波羅盆地著陸；6月4日，上升器自月球起飛；6月25日，返回器攜帶共計1935.3克月球背面月壤樣本在內蒙古四子王旗著陸場著陸。嫦娥六號任務共持續52天20小時39分。

## 背景

嫦娥六號是中國探月工程的一部分。這項任務是繼嫦娥一號（2007年發射）和二號（2010年）與軌道器、嫦娥三號（2013年）和四號（2018年）與月球車、以及2020年發射的嫦娥五號採樣返回任務之後的任務。

先前的任務（美國阿波羅計畫和前蘇聯月球計畫）帶回的所有月球土壤樣本都來自月球正面。科學界認為從月球背面返回土壤樣本是一個優先目標，因為月球背面與正面截然不同，而對於此現象，目前尚未找到令人滿意的解釋。美國國家航空航天局新疆界計畫期望於2017年提出的月升號（MoonRise）任務執行類似的月背採樣考察，但該計劃並沒有實施。

## 任務目標

嫦娥六號任務的科學目標為：

- 完成月球背面著陸區的現場調查和分析。
- 完成月球背面樣品的分析與研究。

任務的工程目標為：

- 突破月球逆行軌道設計與控制技術。
- 突破月背智能採樣技術和月背起飛上升技術。
- 實現月球背面自動採樣返回。
- 開展有效的國際合作。

## 系統組成

嫦娥六號是嫦娥五號的備份，具備基本相同的系統組成，但比嫦娥五號重了100公斤。嫦娥六號由此創下中國深空探測器暨人類無人月球探測器的質量新紀錄，同時也是質量最大的且任務成功的人類深空探測器。

嫦娥六號由軌道器、返回器、上升器和著陸器組成，總質量達8350千克，其中軌道器負責飛到月球和返回地球，著陸器負責落到月背表面並進行樣本採集，上升器主要負責攜帶採集的樣本從月球背面起飛，返回器攜帶月壤再入返回地球。

## 科學載荷和國際合作

在2018年第69屆國際宇航大會上，中國國家航太局局長張克儉表示，中國願意與各國開展航太合作，並在嫦娥六號的軌道器和著陸器上為國際合作夥伴提供10公斤的載荷。2022年11月，國家航太局宣布該任務將攜帶來自四個國際合作夥伴的有效載荷：

### 著陸器載荷

- 義大利漫遊雷射角反射器 - 義大利國家核物理研究所研發的INRRI（著陸雷射反射調查器）由後向反射器組成，可精確測量從著陸器到軌道的距離。INRRI類似於斯基亞帕雷利EDM登陸器（Schiaparelli）和洞察號火星探測器（InSight）任務中使用的儀器。
- 歐洲空間局/瑞典月表負離子探測儀 - NILS（月球表面負離子），一種探測和測量月球表面反射負離子的儀器。
- 法國氡氣探測儀 DORN（道恩, 氡氣檢測）- 用於研究月球塵埃和其他揮發物在月球風化層和月球外逸層之間的傳輸，包括月球水循環。
- 著陸相機（LCAM）安裝在著陸器底部，在下降過程中拍攝著陸區域的圖像，目的是記錄著陸區域的形態和表面地質。
- 全景照相機（PCAM）安裝在著陸器的頂部。它的目標是提供著陸點和周圍環境的圖像，以及表面採樣區的高解析度圖像。

### 軌道器載荷

- 巴基斯坦立方衛星 - 巴基斯坦太空技術研究所和上海交通大學研發的ICUBE-Q軌道器，攜帶兩台光學相機對月球表面進行成像並取得月球磁場資料。

### 「金蟾」號微型月球車

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「金蟾」號微型月球車由中國空間技術研究院空間控制技術研究所研製，因其鍍金絕緣外殼而得名，有時它也被稱作「移動相機」或「自主智能微型機器人」。「金蟾」號重約5公斤，在上下兩面配備了微型太陽能電池板，前後兩端配備了攝像頭，這是為了保證其無論以何種姿態從嫦娥六號的側面掛點釋放至月面後均能工作。「金蟾」號搭載了紅外成像光譜儀，支持對月球表面成分和月球土壤中水冰存在情況的研究。此外，「金蟾」還負責對嫦娥六號著陸器在月球表面進行成像。

「金蟾」號直到嫦娥六號發射前夕才被公開，直到其成功部署至月面後才得到官方證實。

## 任務準備

2017年，作為嫦娥五號備份的嫦娥六號探測器被生產出來。在嫦娥五號於2020年圓滿完成任務後，嫦娥六號沒有做出重大改動，但增加與改進了部分部件，如利用玄武岩纖維製造月面國旗。

2022年9月，嫦娥六號產品基本生產完畢。

2024年1月9日，嫦娥六號運送至文昌航太發射場。

2024年3月15日，執行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太發射場，後與先期運抵的嫦娥六號探測器一起開展發射場區總裝和測試工作。

2024年4月27日上午，嫦娥六號探測器和長征五號遙八運載火箭在中國文昌航太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。

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，文昌航太發射場、北京飛控中心、西安衛星測控中心、遠望號測量船隊以及任務各測控場站等實施聯調聯控，各系統已經做好發射前準備工作。5月1日，國家航太局發布消息，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於2024年5月3日實施發射。

北京時間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太發射場成功發射，之後準確進入地月轉移軌道，發射任務取得圓滿成功。

## 任務歷程

嫦娥六號飛行任務全過程共52天20小時39分，由發射入軌段、地月轉移段、近月制動段、環月飛行段、著陸下降段、月面工作段、月面上升段、交會對接與樣品轉移段、環月等待段、月地轉移段和再入回收段11個飛行階段組成。

### 發射

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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自中國文昌航太發射場成功發射，並於約37分鐘後完成器箭分離，準確進入近地點高度200公里，遠地點高度約38萬公里的地月轉移軌道。儘管發射當天為多雲大風天氣，並在預定發射時間前10分鐘開始降下大雨，但長征五號火箭仍在風雨中按時將嫦娥六號發射升空，圓滿完成了任務。來自巴基斯坦、法國、義大利等12個國家航太機構、駐華使館以及聯合國、歐空局等國際組織約50名國際友人觀看了本次發射。

2024年5月8日10時12分，嫦娥六號探測器成功實施近月制動，順利進入周期12小時的環月軌道飛行。

2024年5月8日16時14分，嫦娥六號成功釋放巴基斯坦立方衛星。

2024年5月30日，著陸器與上升器組合體和軌道器與返回器組合體實現在軌分離。

### 月面著陸與採樣

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2024年6月2日6時9分，嫦娥六號著陸器和上升器組合體開始實施動力下降，7500牛變推力主發動機開機。6時23分，嫦娥六號著陸器和上升器組合體在鵲橋二號中繼星支持下，成功著陸在月球背面南極-艾特肯盆地預選著陸區（-41.6385 -153.9852）。

2024年6月2日至3日，嫦娥六號順利完成在月球背面南極-艾特肯盆地的智能快速採樣，並將月球背面樣品封裝存放在上升器攜帶的貯存裝置中。月錶停留期間，嫦娥六號還釋放了「金蟾」號微型月球車，後者為它拍攝了照片。

### 月面起飛上升

2024年6月4日，表取完成後，嫦娥六號登陸器攜帶的五星紅旗在月球背面成功展開。這是中國首次在月球背面獨立動態展示國旗。該國旗由新型複合材料和特殊工藝製作。由於落月位置不同，嫦娥六號國旗展示系統在嫦娥五號任務基礎上進行了適應性改進。

7時38分，攜帶月球樣品的嫦娥六號上升器自月球背面起飛，隨後成功進入預定環月軌道。嫦娥六號完成世界首次月球背面採樣和起飛。

### 交會對接與樣品轉移

2024年6月6日14時48分，嫦娥六號上升器成功與軌道器和返回器組合體完成月球軌道的交會對接，並於15時24分將月球樣品容器安全轉移至返回器中。6月7日，上升器受控撞月（39）。

### 樣本返回

在經歷了13天環月等待後，嫦娥六號軌返組合體開始回家之旅。它先後完成了2次月地轉移入射點火，並進行了1次軌道修正。根據光學和業餘無線電觀測，至6月21日，月地轉移入射點火已經完成。

6月25日13時20分許，嫦娥六號軌返組合體收到地面發送的導航參數。隨後，軌道器與返回器在距南大西洋海平面高約5000公里處分離：軌道器採取規避機動，飛掠地球；返回器採用助推滑翔彈道，再入大氣層。13時41分許，返回器到達大西洋上空約120公里處，以接近第二宇宙速度的高速第一次進入大氣層，實施初次氣動減速。當返回器在印度洋上空向上跳出大氣層後，初次氣動減速結束。之後，返回器從大氣層外的最高點再次進入大氣層，實施二次氣動減速。在降至距地面約20公里高度時，返回器轉入開傘姿態。約10公里高度時，返回器打開降落傘。2024年6月25日14時07分，嫦娥六號返回器成功在內蒙古四子王旗預定區域著陸。待命的搜索隊利用直升機在幾分鐘內就到達了返回器落點（42°N 20°E）。

6月25日，返回器通過空陸聯運送至北京。6月26日下午，嫦娥六號返回器開艙活動在中國航天科技集團五院（中國空間技術研究院）舉行，在對返回器進行表面處理後，從返回器中取出樣品容器並交接給相應地面科研人員。

### 拓展任務

嫦娥六號軌道器與返回器分離後，繼續執行拓展任務。2024年9月9日，軌道器到達日地L2拉格朗日點。

## 樣品處理及科研成果

### 樣品處理

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2024年6月28日，中國國家航太局向中國科學院移交了嫦娥六號樣品容器，交接了樣品證書。經初步測算，嫦娥六號任務採集月球樣品1935.3克，在樣品安全運輸至月球樣品實驗室後，地面應用系統的中國科學家將按計劃開展月球樣品的存儲和處理，啟動科研工作。

樣品將由中國科學家與國際專家合作研究。在2020年嫦娥五號的前例中，國際合作夥伴在樣品返回後約三年開始直接獲取樣品。

2024年10月14日舉行的第75屆國際宇航大會上，首次向全球展出75毫克的樣本。

### 科研成果

由國家航太局組織，中國地質科學院地質研究所離子探針中心牽頭組成的聯合研究團隊，在《科學》期刊發布嫦娥六號月球背面樣品最新研究成果。研究顯示，月球背面和正面樣品中玄武岩的成分相似，本次研究樣品中玄武岩的主體形成年齡為28.23億年，源區特徵驗證了月球岩漿洋模型，且表明形成南極-艾特肯盆地的撞擊作用可能對月球早期月幔進行了改造。聯合團隊通過分析嫦娥六號月球背面樣品，發現月球背面存在與正面一樣的克里普物質層，且月球背面和正面樣品中玄武岩的成分相似，表明月球形成初期應存在全月尺度的岩漿洋。此外，研究還發現月球背面和正面樣品玄武岩中鉛同位素的演化路徑不同，表明月球的不同區域在岩漿洋結晶後演化過程存在差異。月球表面盆地尺度的撞擊事件，尤其是南極-艾特肯盆地的撞擊，可能改造了月幔的物理化學性質。

## 基本資料

- 類型：orbiter
- object：月球
- 總飛行軌道數量：繞月軌道
- component：軌道器、返回器、上升器和著陸器
- 軌道傾角：137°
- 拱點 近：220km
- arrival_date：2024年5月8日、10時12分
- departure_date：2024年6月20日、23時左右
- 類型：lander
- component：上升器和著陸器
- arrival_date：2024年6月2日、6時23分15.861秒
- departure_date：2024年6月4日、7時38分10.000秒
- 地點：阿波羅盆地南部月海地區。
- sample_mass：實際：1935.3g、計劃：2000g
- 類型：rover
- component：「金蟾」號微型月球車
- 地點：阿波羅盆地南部月海地區
- 距離：未知
- docking_target：軌道器
- docking_type：對接
- docking_date：2024年6月6日、14時48分
- undocking_date：2024年6月6日
- 類型：impactor
- component：上升器
- arrival_date：2024年6月7日左右
- 地點：39