这次任务不仅是中国第五次地外天体软着陆，更是继嫦娥四号之后，人类历史上第二次在月球背面实现软着陆，此次落月也为达成“人类首次月球背面自动采样返回”目标又向前迈进了关键一步。
在人类探索宇宙的历程中，2024年6月2日注定成为一个新的里程碑。
根据国家航天局消息，嫦娥六号着陆器和上升器组合体（以下简称“着上组合体”）在这一天成功登陆月球背面，标志着中国航天事业在月球探测领域取得了历史性的突破。
人类探索月球新的里程碑
在月球3800万平方公里的表面上，人类此前只采样过10次，其中美国6次、苏联3次、中国1次，不过采样点全部位于月球的正面。
上个世纪，美国航空航天局的阿波罗载人登月计划有六次成功登月，共挖回了380公斤的月球样本。苏联开展过三次月球无人采样任务——月球16号、月球20号以及月球24号，它们共带回了326克月球样本。
2013年12月14日，嫦娥三号在月球表面着陆，实现了中国首次地外天体软着陆和巡视探测，是当时中国航天领域技术最复杂、实施难度最大的空间活动之一。
2019年，嫦娥四号成功降落在月球背面，在人类历史上首次实现了航天器在月背的巡视勘察。
2020年，嫦娥五号带回了1731克月球正面的样品，意味着中国探月工程已经完全掌握了绕月、落月和采样返回的技术体系。
嫦娥五号取回的月球样品，使得一系列重要科学发现诞生。2021年，中国科学院地质与地球物理研究所团队仅用0.15克的月壤，于100天内在《自然》杂志上连发3篇文章，将科学界认知的月球岩浆活动结束时间推迟了8～9亿年。
通过对上述月球样品的分析，我们发现了月球中纬度月壤中保存了高含量的太阳风成因水，为人类开发利用月球资源打开了一扇窗户；发现了月球上的新矿物，预示着月球演化还有我们未知的新故事。
这次任务不仅是中国第五次地外天体软着陆，更是继嫦娥四号之后，人类历史上第二次在月球背面实现软着陆，此次落月也为达成“人类首次月球背面自动采样返回”目标又向前迈进了关键一步。
如何实现平稳月背着陆？
自2024年5月3日升空入轨以来，嫦娥六号先后经历了地月转移、近月制动、环月飞行、着陆下降等过程。这些复杂的飞行过程不仅考验了探测器的性能，也展现了中国航天人的智慧和勇气。
6月2日上午6时23分，嫦娥六号在月球上最大、最古老的撞击坑南极─艾特肯(SPA)盆地中的撞击深度最深的阿波罗盆地着陆。这是一个充满挑战的区域，直径约2500多公里，深6.2-8.2公里，几乎足以装下2个印度并隐藏珠穆朗玛峰。据估计形成于42-43亿年前。
与月球正面相比，月球背面地形更为崎岖，撞击坑分布更多，月海范围更小，光照和测控受到地形遮挡的影响，给嫦娥六号的落月选址工作带来了不小的挑战。
嫦娥六号搭载的GNC系统，GNC，为制导（Guidance）、导航（Navigation）与控制（Control）的简称，由航天科技集团五院502所研制，展现了中国航天算法设计的精髓与核心技术。GNC系统需要实时知道“我在哪儿”、“我要去哪儿”、“我怎么去”， 它好比嫦娥六号“着上组合体”落月过程中的“驾驶员”，在极具挑战的落月过程中要完成“飞行轨迹控制”“安全着陆点选择”“精准控制”三项核心任务。
该系统在下降过程中启用了视觉自主避障系统，通过自动检测障碍物和利用可见光相机来识别月面的明暗区域，选择一个大致安全的点进行悬停。然后，GNC系统控制组合体飞向选定区域，这是第一次避障，即“粗避障”。
在离月面100米的高度，组合体利用激光三维扫描技术进行精确的拍照，以确认着陆点的安全性。之后，它开始了缓速垂直下降，在接近月面时关闭发动机，并通过缓冲系统确保以自由落体方式平稳降落。这是第二次避障，即“精避障”。
嫦娥六号在月背着陆过程中拍摄的影像
月背着陆过程中距离和速度信息的支持，是决定任务成败的重要一环。航天科技集团五院西安分院研制的微波测距测速敏感器，如同安装在嫦娥六号着陆器上的“泊车雷达”。它在着陆器接近月面时开始工作，细致测量各项数据并精确传递，让着陆器准确判断着陆点和降落速度，为安全精准着陆提供可靠保障。
为应对着陆瞬间带来的冲击，五院529厂为着陆器量身定制了4条轻质、高强的着陆腿，学名叫“着陆缓冲机构”。每条着陆腿都由1个主腿、2个副腿和1个足垫组成，它们协同工作，能在嫦娥六号落月时更安全、更舒适。
挖月球土特产，挖出一个“中”
在月球背面的采样工作是一项前所未有的挑战，这些样本有望为科学家们提供关于月球成因和演化历史的宝贵数据。
嫦娥六号将通过钻具钻取和机械臂表取两种方式，采集月壤样品和月表岩石，在两天时间内实现多点、多样化自动采样。
中国航天科技集团任德鹏在接受央视新闻采访时表示，钻取采样能够采集到月壤一定深度下富有层理信息的月壤样品，它的采样量相对比较少，方式也不能调节，相对着陆器是固定安装的；表取采样执行的机构是一个表取机械臂，可以多次重复采样，采集的是月球表层的月壤和石块，相对来讲，可以采集更多的样品。
这两种方式是互补的，一个表层，一个深层。从任务完成的考核性来讲，这两种采样方式也可以是互相备份的，提高任务的执行能力和考核度。我们在完成钻取采样任务后，再开展表取采样。
采样后会将月壤样品放入初次封装系统。这个系统包含将月壤带回地球的样品罐。样品罐密封后，由采样器将样品罐提升到上升器顶部放置好。此后，上升器在月面起飞，达到预定轨道后与轨道器、返回器组合体交会对接。月球样品从上升器转移到返回器，最后返回地球。
根据嫦娥六号传回的最新图像，采样之后，月表呈现一个“中”字。官微@嫦娥六号月球探测器 也发文：我看“中”！
本次采样返回意义非凡
为了保障嫦娥六号在月球背面的通信，中国航天科技集团五院研制的鹊桥二号中继星发挥了关键作用。鹊桥二号中继星不仅提高了通信速率和覆盖能力，还节省了卫星燃料，有利于在轨道上长期驻留。此外，鹊桥二号中继星的数据传输通道从2路提高到了最多10路，大幅提升了通信速率，确保了在“不可见”的月背降落“一切尽在掌握”。
嫦娥六号的成功着陆和即将进行的采样工作，是中国航天科技集团五院等多个单位通力合作的结果。从GNC系统的精准控制，到鹊桥二号中继星的通信保障，再到着陆缓冲机构的创新设计，每一项技术都体现了中国航天科技的智慧与力量。
嫦娥六号的着陆区域艾特肯盆地，具有极高的科学研究价值。艾特肯盆地估计形成于42亿至43亿年前的一次巨大撞击。它的直径大约为2500公里，深约13公里。作为太阳系中最大、最深、是最古老的撞击坑，也是月壳演化3个独立的地体之一，可能保存了月球上古老的岩石，具有重要的科研价值，有望助力人类进一步分析月壤的结构、物理特性、物质组成等，并深化对月球成因和演化历史的研究。
全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩介绍说，我国将在2030年前实施载人登月。为此，目前正在研制长征十号新一代载人运载火箭、“梦舟”新一代载人飞船、“揽月”月面着陆器，以及载人月球车和登月服等，并选拔、训练登月航天员。
随着嫦娥六号探测器的采样工作顺利进行，未来20年，载人登月和全球参与的国际月球科研站都已列入规划，中国人九天揽月的梦想将一步步走向现实。我们期待着它能够顺利将月壤和岩石样本带回地球，为人类提供更多关于月球的科学信息。
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