历史背景
国际先行
月球的土壤蕴藏着巨大的科学价值。苏联月球16号探测器曾从月球取回一块101克的小样本，月球20号探测器和月球24号探测器则分别采集到55克与170克样品。[16] 1969年7月至1972年12月，美国通过阿波罗11号到阿波罗17号载人飞船实施7次载人登月任务。除阿波罗13号因发生故障中途返回，其余6艘飞船皆完成登月，成功将12名航天员送上月球，共带回月壤和月岩样品约382千克。[16] 中国起步
从1999年开始，国防科工委组织有关部门系统地论证了月球探测的科学目标。2000年，中国科学院通过对科学目标的评审，并据此开始研制有效载荷。从2002年起，国防科工委组织科学家和工程技术人员研究月球探测工程的技术方案。经过两年多的努力，深化了科学目标及其实施途径，落实了探月工程的技术方案，建立了全国大协作的工程体系，提出了立足中国现有能力的绕月探测工程方案。[17] 2004年1月，国务院批准绕月探测工程立项，命名为嫦娥工程。2006年2月，国务院颁布《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》，明确将“载人航天与探月工程”列入国家十六个重大科技专项。[17] 中国探月工程是《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》明确的国家科技重大专项标志性工程，是党中央着眼中国社会主义现代化建设全局，为推动航天事业发展、促进科技进步和创新、提高综合国力作出的重大战略决策。自2004年以来，已连续成功实施嫦娥一号、嫦娥二号、嫦娥三号、再入返回飞行试验和嫦娥四号等五次任务。[18] “嫦五”升空
2020年11月24日，嫦娥五号（Chang'e-5）探测器搭乘长征五号运载火箭飞向月球。2020年12月17日凌晨1点59分，嫦娥五号在历时23天的飞行后着陆地球。嫦娥五号从月球带回1731克月球样品，实现了中国首次月球无人采样返回，标志着中国探月工程三期“绕、落、回”收官。[19][20][21][22]而嫦娥六号作为嫦娥五号的备份，同样具备采样返回的功能。[23] 发展沿革
工程立项
2017年，嫦娥六号完成主要产品研制，按照“适应性改进、技术上有进步、工程上可实现、经费上可接受”的原则推进。[6]
2018年10月1日，时任中国工业和信息化部副部长、国家航天局局长张克俭宣布，中国愿意与各国开展航天合作，在嫦娥六号的轨道器和着陆器上为国际合作伙伴提供10公斤的载荷。[24] 2019年4月18日，国家航天局发布“嫦娥六号任务国际载荷搭载合作机遇公告”，将法国氡气探测仪、俄罗斯和中国联合申请的月表水冰赋存研究装置、瑞典的月表负离子探测仪和意大利的激光测距角反射仪等4个载荷列为初选项目。[25]其中法国作为欧洲航天局的首创国与中国达成探月合作协议，把15千克设备依靠“嫦娥六号”探测器送上月球表面，并对月壤进行分析。[26]4月20日，嫦娥六号的主要目标确定为实现无人自动采样返回。[7] 2022年1月28日，国务院新闻办公室发布《2021中国的航天》白皮书，表示未来五年中国将继续实施月球探测工程，启动嫦娥六号任务，发射嫦娥六号探测器并完成月球极区采样返回，同时启动国际载荷搭载合作。[27] 探月四期
2022年4月24日，2022年“中国航天日”启动仪式线上举办。探月工程四期正式启动工程研制，面向国家航天重大战略需求，中国航天陆续发射嫦娥六号、嫦娥七号、嫦娥八号探测器，开展任务关键技术攻关和国际月球科研站建设。[28]9月，探月工程四期任务已获国家批复。[23]国家航天局探月与航天工程中心主任刘继忠表示，嫦娥六号产品基本生产完毕，嫦娥七号正在研制中，后续将对月球南极进行探测，还将建立国际月球科研站的基本型。[23]11月，中国探月工程总设计师吴伟仁表示，希望嫦娥六号从月球背面采集更多样品，争取实现2000克的目标。[29]同月，作为联合国/中国空间探索与创新全球伙伴关系研讨会系列会议一部分的月球与深空探测特别会议在海南海口召开，会上初定嫦娥六号计划于2025年前后在文昌发射，将开展月球背面着陆区的现场调查和分析，并已确定氡[dōng]气探测仪等4台国际载荷。[30] 国际合作
2023年4月24日，2023“中国航天日”主场活动启动仪式确定鹊桥二号中继星计划于2024年发射，作为探月四期公共中继星平台为嫦娥六号提供中继通信服务。[31]6月8日，中国国家航天局局长张克俭在巴黎会见欧洲空间局局长阿苏巴赫、法国国家空间研究中心主席巴蒂斯特，签署《中国国家航天局与欧洲空间局关于在嫦娥六号月球探测任务上搭载月表负离子分析仪的谅解备忘录》《中国国家航天局与法国国家空间研究中心关于在嫦娥六号月球采样任务中开展科学合作的谅解备忘录》，明确嫦娥六号搭载欧方研制的月表负离子分析仪，进行月表原位反向散射和溅射负离子探测，开展行星科学的基础问题研究，并向法方颁发了月球科研样品馈赠证书。[32]9月29日，国家航天局表示，探月工程嫦娥六号任务按计划开展研制工作，计划于2024年前后实施发射。[8] 嫦娥六号任务进展顺利 计划2024年前后发射（来源：中国新闻网)
整装待发
2024年1月8日、9日，嫦娥六号任务探测器产品分别搭乘安-124和运-20飞机抵达海南美兰国际机场，随后通过公路运输方式运送至中国文昌航天发射场，与春节期间进行相关测试工作，为上半年实施发射作准备。[33][34]3月15日，国家航天局宣布执行嫦娥六号任务的长征五号遥八运载火箭安全运抵中国文昌航天发射场，与先期运抵的嫦娥六号一起开展发射场区总装和测试工作。[35]4月8日至9日，嫦娥六号探测器与鹊桥二号中继星开展对通测试，鹊桥二号中继星会按计划为嫦娥六号提供中继通信服务，并择机开展相应科学探测。[36]4月27日，国家航天局宣布，嫦娥六号和长征五号遥八运载火箭在文昌航天发射场完成技术区相关工作后，器箭组合体垂直转运至发射区。[11]5月1日，嫦娥六号完成发射前最后一次系统间全区合练。文昌航天发射场、北京飞控中心、西安卫星测控中心、远望号测量船队以及任务各测控场站等实施联调联控，主要针对长征五号运载火箭与嫦娥六号器件组合体发射入轨阶段各项工作进行检验。同日，国家航天局宣布，经工程任务指挥部综合研判决策，嫦娥六号计划于5月3日实施发射。[12][13]5月3日，长征五号遥八运载火箭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。[37] 发射成功
2024年5月3日17时27分，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场发射，之后准确进入地月转移轨道，发射任务取得圆满成功。嫦娥六号探测器由此开启世界首次月球背面采样返回之旅，预选着陆和采样区为月球背面南极-艾特肯盆地。[2]5月8日，嫦娥六号探测器成功实施近月制动，顺利进入环月轨道飞行。[14]
开展工作
2024年5月3日发射入轨以来，嫦娥六号探测器经历了约30天的奔月之旅，在经过地月转移、近月制动、环月飞行等一系列关键动作后，6月2日清晨，嫦娥六号成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地预选着陆区，开启人类探测器首次在月球背面实施的样品采集任务。[15]同日，中国国家航天局发布嫦娥六号月背着陆影像。[38] 嫦娥六号月背着陆影像发布 ，即将开始世界首次月背“挖宝”！（来源：看度新闻)
系统组成
探测系统
嫦娥六号探测器总重8.2吨，由轨道器、返回器、着陆器、上升器四部分组成。轨道器完成地月转移、环月飞行和月地转移，着陆器和上升器从环月轨道降落至月面并完成样品采集，上升器携带采集到的样品从月面送至环月轨道并转移至返回器，返回器随轨道器负责将采集到的月壤样品带回地球。后续在经历地月转移、近月制动、环月飞行后，着陆器和上升器组合体将与轨道器和返回器组合体分离，轨道器携带返回器留轨运行，着陆器承载上升器择机实施月球正面预选区域软着陆，按计划开展月面自动采样等后续工作。[39][7] 火箭系统
嫦娥六号的发射任务由长征五号运载火箭承担。[40]长征五号是由中国运载火箭技术研究院研制的大型新一代低温液体运载火箭，主要用于发射地球同步转移轨道卫星。长征五号为两级半火箭，一级采用5米直径模块，采用两台50吨级氢氧发动机，助推器采用4个Φ3.35米直径模块，每个模块配置两台120吨级液氧煤油发动机，芯二级采用两台9吨新型膨胀循环氢氧发动机作为主动力。全箭总长56.97米，起飞质量约867吨，起飞推力为1062吨，近地轨道最大运载能力为25吨，GTO运载能力达到14吨。若减少二子级，可形成长征五号的一级半状态火箭，其近地轨道运载能力为25吨。[41][42] 长征五号完全采用无毒无污染推进剂，是中国研制规模和技术跨度最大的航天运输系统工程。2016年11月3日，长征五号首飞取得圆满成功。[42] 卫星系统
作为中继通信卫星，鹊桥二号主要用于转发月面航天器与地球之间的通信，它的首次任务即为嫦娥六号服务。由于嫦娥六号的着陆点位于月球背面，受到月球遮挡无法直接与地球通信，需要鹊桥二号来转发。[43]嫦娥六号任务完成后，鹊桥二号会择机调整轨道，为嫦娥七号、嫦娥八号及后续月球探测任务提供服务。[44]此外，鹊桥二号还要接力鹊桥号，为在月球背面探测的嫦娥四号和玉兔二号提供中继通信服务。[43] 2024年3月20日8时31分，鹊桥二号由长征八号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射升空。[45]3月25日，鹊桥二号中继星成功实施近月制动，顺利进入环月轨道飞行。[46]4月8日-9日，鹊桥二号与嫦娥六号（地面状态）开展对通测试。[47] 飞行任务
任务规划
嫦娥六号任务主要经历了11个飞行阶段，分别是发射入轨段、地月转移段、近月制动段、环月飞行段、着陆下降段、月面工作段、月面上升段、交会对接与样品转移段、环月等待段、月地转移段以及再入回收段。[48] 嫦娥六号会完成中国探月三期工程“回”的任务，即实现月球采样后自动返回。它会带着月球着陆探测器、月面巡视器、月面上升器和轨道返回器升空。[49]计划前往月球背面南极-艾特肯盆地，进行形貌探测和地质背景勘察等工作，去发现并采集不同地域、不同年龄的月球样品，实现众多科学目标。[5][44] 嫦娥六号的第一个科学任务是进行着陆点区的地形地貌探测和地质背景勘测，获取与月球样品相关的现场分析数据，并建立现场探测数据与实验室分析数据之间的联系。具体内容包括：对着陆区的地形地貌进行探测，描绘采样点周围的环境特征和布局特点，对撞击坑的大小和分布进行探测，对采样点的物质成分特性进行探测，对月壤的物理特征和布局进行探测，对月壳浅层的温度梯度进行探测等。[3]
嫦娥六号的第二个科学任务是对返回地球的月球样品进行系统、持久的实验室研究，分析月壤和月岩的物理特征与结构、矿物与化学组成、微量元素与同位素组成，测定月球岩石的形成与演变过程的同位素年龄，研究宇宙辐射和太阳风离子与月球的相互作用，探索太空风化过程与环境演变的规律等，以深入了解月球的形成原因和演化历史。[3] 要实现中国第一次月球采样返回，需要突破很多技术，如样品采集技术、月面上升起飞技术、月球轨道交会对接技术等，因为是高速返回，还需要突破载录技术等。采样方面不仅要采获月球表面的月土，还要打孔，从2米底下的月球土层中取出不同深度的材料，拿回地球。[50] 任务特点
嫦娥六号与嫦娥五号虽同为月球采样返回任务，也存在诸多不同：一是嫦娥六号任务着陆区为月球背面南极-艾特肯盆地；二是任务实施过程中引入了鹊桥二号中继星的支持；三是增加了国际合作内容。[51] 任务联动
嫦娥六号任务的工程目标是突破月球逆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，实现月球背面自动采样返回，同时开展有效的国际合作。为了增进国际合作，嫦娥六号任务搭载法国的氡气探测仪、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。[52]其中嫦娥六号搭载25公斤的法国科研设备载荷将是法国首个登月航天项目，也是中法首次探月合作。[53]中国正在加速推进国际月球科研站大科学工程，并期待更多的国际伙伴加入，一同拓展人类的认知边界。[54] 技术创新
嫦娥六号任务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。[55] 意义评价
人类共对月球进行了10次采样返回，这10次采样均位于月球正面。月球背面整体上相对月球正面更为古老，具有重要科研价值。因此嫦娥六号计划对月球背面样品进行系统、长期的研究，分析月壤的结构、物理特性、物质组成，争取获得更新的月球科学数据。（国家航天局探月与航天工程中心 嫦娥六号任务副总设计师 王琼）[21] 通过嫦娥六号、七号、八号任务，开展月球相关资源勘察、科学研究和科研技术验证，将促进月球科研站基本型建设。（探月工程三期总工程师 胡浩）[25] 如果嫦娥六号月球样本返回任务成功，这将是首次从月球远端采集样本。（科普中国）[56] 相关事件
国际载荷研讨会
2024年5月3日，中国国家航天局在海南省海口市召开嫦娥六号任务国际载荷研讨会，来自巴基斯坦、法国、意大利等12个国家的航天机构、驻华使馆以及联合国、欧空局等国际组织代表约50人共同参会。欧空局月表负离子分析仪科学家、瑞典空间物理研究所博士坎努波特，法国国家空间研究中心项目副主任博斯克，意大利激光角反射器代表意大利弗拉斯卡蒂国家实验室研究员、载荷首席科学家西蒙那，巴基斯坦立方星代表巴基斯坦空间技术研究所教授、载荷首席科学家卡姆尔分别做了科学载荷专题报告。与会代表高度赞赏嫦娥六号任务开展的广泛国际合作，并赞同在后续月球与深空探测领域继续寻求新的合作。巴基斯坦驻华大使卡里尔·哈什米接受采访时说到，巴基斯坦和中国再次走到一起，展示了太空合作是两国紧密交流中的一个重要方面。中国提供了平台，让来自多国航天局、航天机构汇聚一堂，为“嫦娥六号”的奔月做出贡献。[57][58] 中国向巴基斯坦交接巴基斯坦立方星数据
2024年5月10日，中国国家航天局在北京举办嫦娥六号任务巴基斯坦立方星数据交接仪式。中国国家航天局局长张克俭向巴基斯坦驻华大使哈什米交接数据，并共同为嫦娥六号任务巴基斯坦立方星拍摄的首幅影像揭幕，中国国家航天局总工程师李国平主持。5月8日16时14分，嫦娥六号任务搭载的国际载荷之一巴基斯坦立方星与轨道器在周期12小时环月大椭圆轨道的远月点附近分离，随后成功拍摄第一幅影像。巴基斯坦立方星项目实现“成功分离，获得遥测”的既定目标，取得圆满成功。[59][60]
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