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原创 2024-05-03 17:58·移山计划2025
5月3日17时27分，嫦娥六号探测器成功发射升空，它是人类首次实现月背采样返回。嫦娥六号飞行控制是中国当前最复杂的，经历11个飞行阶段，包括：环月飞行段、月面工作段、月面上升段等，同时，需要对多个目标进行测控和高精度测定轨，飞控事件多、环节紧凑、控制过程必须十分精准严谨。
嫦娥六号和嫦娥五号探测器是一模一样的，它是嫦娥五号的“备份”，现进行了升级，尤其是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。尽管如此，嫦娥六号仍将面临许多困难和挑战。
挑战一：通讯
嫦娥六号探测器将实现首次月背采样，之所以此前月背一直被视为月球探索的“禁区”，是因为在地球潮汐引力作用下，始终是月球正面朝向地球，人们始终无法直接观测到月背，此前没有任何国家涉足月背采样的原因是无法实现探测器在月背着陆，最关键的因素就是通讯障碍。当探测器进入月背轨道时，就会失去与地面之间的联系，通讯信号会被月球阻挡，更无法在人为操控下安全着陆，更不能向地球表面传输信号，这样的探测任务就失去了意义。
我国之所以能率先实现无人登陆月背，是基于鹊桥一号和二号中断卫星，它们为地球和月背通讯搭建有效通道。4月6日，鹊桥二号与位于月背表面的嫦娥四号完成对通任务；4月8-9日，鹊桥二号与嫦娥六号(地球表面工作状态)开展对通测试。
挑战二：着陆
月背采样所面临的地理环境充满着各种未知因素，嫦娥六号探测器着陆点艾特肯盆地，位于月球南极高纬地区，且月表地形起伏很大，艾特肯盆地存在一些永久阴影区，此前美国月球勘测轨道器(LRO)对月球南极赫米特陨坑勘测时，发现最低温度达到零下238摄氏度。
相比之下，嫦娥五号在月球正面软着陆采样，仅需考虑到最低温度零下170摄氏度的月夜极端条件，如果嫦娥六号勘测艾特肯盆地的永久阴影区，探测器的热管理和保温条件则要求较高，嫦娥五号采用太阳能电池板和化学电池供电，基本未考虑到月夜环境的低温因素，嫦娥六号则完全不同。
挑战三：采样
嫦娥六号采样过程大约两天时间，预计采样重量2000克，但这个过程并非在普通地球土壤中挖土这么简单，我们身处地球常压状态，月表是高度真空环境。嫦娥六号软着陆点位于南极艾特肯盆地，极地区域的月壤采集难度远大于日晒区月壤，这就是由于水的存在。
中子光谱仪观测结果显示，月球两极大约有30亿吨水资源，隐藏在月球极地陨坑之下50厘米深处，极地月壤温度在零下230摄氏度至零下70摄氏度之间，如果是在地球环境，水在该温度条件下显然是固态，但在月表高度真空环境，水处于低温气体和固态两相存在，并且在高温点零下70摄氏度发生相变。因此，结合月背南极月壤水冰结合的性质，很容易出现特殊情况，一是月壤水冰会将钻头冻住，导致钻头卡死；二是容易导致采样失效，钻取过程中不可避免会摩擦生热，月壤中的水分蒸发逃逸到太空中，这样意味着最终采样并非真实的极地月壤样本，这就相当于将月背含水样本高温脱水，再进行科学研究，可能会失去采样的意义。
事实上，此前研究人员曾对嫦娥五号钻取系统中进行了零下70摄氏度的模拟实验，过程中充分模拟了月壤状况，发现两米深的冻土钻采是可以的，但是出现钻头上粘有水分，对于含水量较大的土壤区域，该现象更加明显。
因此，嫦娥六号进行了重要技术改进，一是：对钻进措施进行了充分改进，不断进行仿真实验，从而控制钻进过程中的温度变化，最佳处理方式是在钻头上配备传感器，实时监控钻头出现的问题；二是：改进月壤收纳装置，至少要具备防水、保温和气密功能，同时具备嫦娥五号收纳装置的防刺、柔软等特征。
据悉，嫦娥六号任务还搭载了法国的氡气探测仪、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。未来我国将联合国际科研力量共同开发探索月球！
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