人類首次月球背面取樣、嫦娥六號與嫦娥五號有哪些不同、能帶回多少月球「土特產」…嫦娥六號任務看點不少。
根據國家太空總署5月3日發布的消息，搭載嫦娥六號探測器的長徵五號遙八運載火箭開始加註液氧低溫推進劑，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。
嫦娥六號登陸月球模擬圖。本文圖片來源：央視新聞、國家太空總署
首次月球背面取樣
嫦娥六號原本是嫦娥五號的備份，在嫦娥五號任務成功後被賦予了新的使命，它將前往月球背面採集月球樣品，並帶回地球，這也將是人類首次開展月球背面取樣。
根據官方先前公佈的消息，嫦娥六號任務預選登陸區位於月球背面南極-艾特肯盆地。迄今為止人類已進行的10次月球採樣返回，但均位於月球正面。月球背面南極艾特肯盆地內的馮卡門撞擊坑被認為是太陽系內最大、最古老的撞擊坑，保存了原始月殼的岩石，具有極高的科學研究價值，可獲取月球乃至地球早期演化歷史的新認識，增進人類對月球的認知。
國家太空總署探月工程與航太工程中心副主任葛平先前介紹，嫦娥六號和嫦娥五號相比較，最大特點是嫦娥五號是在月球正面進行採樣返回，而嫦娥六號是在月球背面進行採樣返回，要突破月球運行軌道設計與控制技術，月背智慧採樣技術與月背起飛上陞技術，最終實現月球背面的自動採樣返回。
據悉，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，同時開展著陸區科學探測和國際合作。
在國際合作方面，嫦娥六號任務搭載了法國的氡氣偵測儀、歐空局的負離子偵測儀、義大利的雷射角反射鏡、巴基斯坦的立方星等4個國家的負荷和衛星計畫。同時，中國正加速推進國際月球科研站大科學工程，希望更多國際夥伴加入，共同拓展人類認知疆域，為和平利用太空、推動建構人類命運共同體作出貢獻。
受到月球的遮擋，登陸月球的探測器無法直接與地球通信，為順利完成月球背面航天器與地球間的通信，用於中繼通信的鵲橋二號中繼通信衛星，衛星已在3月發射升空。鵲橋二號作為一顆中繼通信衛星，主要用於轉發月面太空船與地球之間的通信，它首次任務將為嫦娥六號服務。
搭載嫦娥六號的長徵五號遙八運載火箭，該火箭由中國航太科技集團有限公司所屬的中國運載火箭技術研究院抓總研製。
「胖五」再次牽手「嫦娥」
作為中國現役長徵運載火箭中運力最強的成員，被親切地稱呼為「胖五」火箭。長徵五號是一款兩級半狀態液體運載火箭，芯級直徑達5米，捆綁4個3.35米助推器，起飛推力超過1000噸，具備近地軌道25噸、地球同步轉移軌道14噸的運載能力。這次發射是長徵五號第二次發射嫦娥探測器，該火箭曾在2020年11月24日成功發射嫦娥五號探測器。
根據央視新聞報道，為了讓這次嫦娥六號任務能順利實施，科學研究人員也為火箭設計了多個發射窗口。與發射近地軌道太空船不同，由於地月相對位置不斷變化，一旦在發射窗口內無法實施發射，嫦娥六號的奔月計畫就會受到影響。為了讓嫦娥六號有最佳入軌狀態，火箭隊用上了「窄窗口多軌道」發射技術。
據報道，中國航太科技集團一院整體設計部整體室副主任設計師朱海洋介紹說，嫦娥六號任務的特點就是對於窗口的要求特別高，主要還是奔月軌道，為了達到能量最優，對火箭發射時間以及送到LTO（地月轉移）軌道的時間要求比較高，所以發射窗口相對較窄。針對這發火箭窄窗口多軌道的技術，也進行了一些驗證。
據了解，這次發射研究人員為火箭設計了多條奔月軌道，大大提高了發射機率和發射可靠性，為後續嫦娥六號奔月打下基礎。同時，嫦娥六號探測器需要進入近地點200公里、遠地點41萬公里的地月轉移軌道，為了讓嫦娥六號奔月路上少用點"力氣"，入軌精度也要求極高。
朱海洋表示，對於火箭來說，我們主要是把它送到LTO（地月轉移軌道）交班點。在發射場射前的一些流程協調方面，也圍繞著窄窗口多軌道的技術進行了協調和演練。入軌精度越高，對於嫦娥六號它的調姿、定向、軌道的抬升、變軌、推進劑消耗會比較少。
嫦娥六號原本是嫦娥五號的備份，在嫦娥五號任務成功後被賦予了新的使命。圖為嫦娥五號探測器全貌。
能挖回多少月壤？
既然嫦娥六號的重要任務是採樣返回，那嫦娥六號如何在月球「挖土」和能帶回多少月壤自然是這次任務的重要看點之一。
據了解，嫦娥六號任務將沿用嫦娥五號的採集方式，使用鑽取和表取兩種採樣方式，獲得不同層面和深度的樣品，並在月球背面同步開展科學探測。 「表取」即從月球表面通過機械手臂和機械爪的配合抓取一部分月壤，「鑽取」即透過特殊的鑽頭鑽到月表以下兩米左右的位置把月壤整體取出來，然後對月壤進行密封封裝，經月面起飛、月球軌道交會對接、月地轉移和再入回收等過程將月球樣本安全送回地球。
2020年12月1日，嫦娥五號探測器成功著陸在月球正面西經51.8度、北緯43.1度附近的預選著陸區，並傳回著陸影像圖。 12月17日，嫦娥五號月球探測器成功攜帶1731克月球樣本著陸在內蒙古四子王旗預定區域，中國首次月球採樣返回任務圓滿完成。 2021年7月12日，月球樣本科學研究工作正式啟動月球樣本中共17.4764公克發放給13所科研機構。
嫦娥五號表取採樣畫面。
經過中國科學家的研究，嫦娥五號帶回來的月壤不斷刷新人類對月球的認識，驚喜不斷。 2021年10月8日，國際頂尖學術期刊《科學》（Science）在線上發表了研究論文「嫦娥五號年輕玄武岩的年代與成分」。這是以嫦娥五號回傳樣本為研究對象發表的首篇學術成就。中國地質調查局地質研究所北京離子探針中心團隊，研究證明月球直至19.6億年前仍存在岩漿活動，使目前已知的月球地質壽命「延長」了10億年。
2022年5月，南京大學的鄒志剛院士、姚穎方教授團隊與香港中文大學（深圳） 、中國科學技術大學合作，發現嫦娥五號帶回的月壤樣本中，一些成分可作為催化劑，在太陽光作用下，將水和二氧化碳轉化為氧氣、氫氣、甲烷和甲醇。基於這項發現，研究人員提出，未來可利用月球自身資源建造月球基地，支持深空探測、研究和旅行。
作為人類首次月球背面取樣，嫦娥六號帶回來的月球「土特產」與嫦娥五號帶回來的有何不同？對人類加深對月球認識有何幫助？ ……都值得關注。
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