嫦娥六号
中国探月工程第六个探测器
嫦娥六号(英文:Chang'e-6),是中国探月工程第六个探测器
研制历程
历史背景
月壤即月球的土壤,对地球人来说蕴藏着巨大的科学价值。为了去月球采集月壤,世界主要航天国家都抓紧相关研制工作。
1970年9月,苏联月球16号探测器从月球取回了一块101克的样本,月球20号探测器和月球24号探测器则分别采集到了55克与170克样品。
1969年7月至1972年12月间,美国通过阿波罗11号阿波罗17号载人飞船实施了7次载人登月任务,除了阿波罗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,共带回月壤月岩样品约382千克。
从1999年开始,中国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,中国科学院通过了对科学目标的评审,并据此科学目标开始研制有效载荷。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。
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。
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,自2004年1月立项并正式启动以来,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、嫦娥四号嫦娥五号等六次任务。
研制单位
此次嫦娥六号任务中,工程总体由国家航天局探月与航天工程中心承担;探测器、运载火箭分别由中国航天科技集团有限公司空间技术研究院、运载火箭技术研究院抓总研制;发射测控与回收工作,由中国文昌航天发射场、北京航天飞行控制中心、西安卫星测控中心、远望号测量船、酒泉卫星发射中心等单位协同完成;地面应用系统由中国科学院为主承担。
前期工作
2009年,在探月二期工程实施的同时,为衔接探月工程一、二期,兼顾中国未来载人登月和深空探测发展,中国正式启动了探月三期工程的方案论证和预先研究。
2011年,探月三期工程正式立项,任务目标是实现月面无人采样返回。该工程规划了2次正式任务和1次飞行试验任务,分别命名为嫦娥五号、嫦娥六号和嫦娥五号高速再入返回试验。其中,嫦娥五号规划为中国首个实施月面取样返回的航天器。
2014年10月24日,探月工程三期再入返回飞行试验器由长征三号丙运载火箭发射升空,准确进入地月转移轨道。同年11月1日,服务舱与返回器分离,随后返回器顺利着陆,试验任务取得圆满成功。服务舱拉升轨道,继续开展拓展试验,先后完成了远地点54万千米近地点600千米大椭圆轨道拓展试验和环绕地月L2点探测、返回月球、嫦娥五号调相机动模拟试验等任务。
2015年2月,国防科技工业局宣布,探月工程三期再入返回飞行器服务舱为嫦娥五号任务开展在轨验证,已完成调相试验,模拟嫦娥五号着陆器月面采样期间,轨道器的飞行控制过程,验证轨道设计、飞控时序、轨道精度等相关技术项目,为月球轨道交会对接创造良好条件。
2017年1月,嫦娥五号探测器着陆器推进子系统正样热试车取得成功,这标志着嫦娥五号着陆器推进子系统热试车收官。这也是嫦娥五号研制进程中非常关键的一步。
“嫦五”成功
嫦娥五号(Chang'e-5)探测器于2020年11月24日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分历时23天的飞行之后,嫦娥五号从月球带回了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。
研制进程
2018年10月1日,中国工业和信息化部宣布,中国愿意与各国开展航天合作,将在嫦娥六号的轨道器和着陆器上为国际合作伙伴提供10千克的载荷。
2021年12月,中国探月工程四期获批实施,由嫦娥四号、嫦娥六号、嫦娥七号和嫦娥八号4次任务组成。
2022年4月24日,国家航天局表示,中国航天将坚持面向世界航天发展前沿、面向国家航天重大战略需求,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。
中国探月工程四期包括嫦娥四号、嫦娥六号、嫦娥七号、嫦娥八号等多项任务。其中,嫦娥四号任务已实施,于2019年实现了人类航天器首次月球背面软着陆与巡视探测。综合国家航天局此前发布的消息,嫦娥六号也是一次月面采样返回任务,其工程目标和科学目标将被进一步优化论证。
2022年1月28日发表的《2021中国的航天》白皮书明确:中国将继续实施月球探测工程,发射“嫦娥六号”探测器、完成月球极区采样返回;启动月球探测工程“嫦娥六号”任务国际载荷搭载合作。
2022年9月,国家航天局探月与航天工程中心介绍,未来十年,中国将陆续实施探月工程四期嫦娥六号、嫦娥七号和嫦娥八号任务,其中,嫦娥六号是嫦娥五号的备份,具备采样返回的功能,将前往月球背面执行任务。
2022年11月,据介绍嫦娥六号计划从月球背面采集更多样品,争取实现2000克的目标。嫦娥六号、七号、八号,小行星探测、火星取样返回、木星系探测等工程任务将按计划陆续实施。中国计划于2024年在文昌航天发射场发射嫦娥六号,实施月背采样返回任务。
2022年11月24日,据介绍嫦娥六号任务计划于2024年在文昌发射,已确定了氡气探测仪等4台国际荷载。根据会上国家航天局探月与航天工程中心发布的《嫦娥六号国际载荷的征集结果》,2019年4月18日,国家航天局对外发布了《嫦娥六号任务国际载荷搭载合作机遇公告》,共收到20多份搭载建议书。国家航天局探月与航天工程中心组建了遴选委员会,以确保嫦娥六号任务的安全可靠为原则,对国际载荷的工程实施效果、科学目标实现作单独评价,最终确定了氡气探测仪、立方星、月表负离子分析仪和激光角反射器4台国际载荷。4台国际载荷的技术状态已基本确定,在技术层面具备了搭载可行性。
2023年2月,中国将全面推进探月工程四期,嫦娥六号将从月球背面采集更多样品,争取实现2000克的目标。
2023年4月24日,2023“中国航天日”主场活动启动仪式上,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,将为嫦娥六号任务提供中继通信服务。
2023年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,签署了《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》。此外,中方向法方颁发了月球科研样品馈赠证书。
嫦娥六号探测器作为嫦娥五号的备份,已于2017年完成主要产品的研制。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。
2023年9月29日,国家航天局发布消息,探月工程嫦娥六号任务正按计划开展研制工作,计划于2024年前后实施发射。根据安排,嫦娥六号任务将开展月球背面采样返回。
2024年4月27日,嫦娥六号探测器和长征五号遥八运载火箭在中国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,计划5月初择机实施发射。
2024年5月3日17时27分,搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭,在中国文昌航天发射场点火发射,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。
2024年5月3日,嫦娥六号任务国际载荷研讨会在海口举办。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,齐聚海南共商合作。
2024年5月10日,中国国家航天局在京举办嫦娥六号任务巴基斯坦立方星数据交接仪式。仪式上,嫦娥六号任务巴基斯坦立方星拍摄的首幅影像揭幕。
2024年6月2日6时23分,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。
2024年6月28日,国家航天局在京举行探月工程嫦娥六号任务月球样品交接仪式。经初步测算,嫦娥六号任务采集月球背面样品1935.3克。在样品安全运输至月球样品实验室后,地面应用系统的科研人员将按计划开展月球样品的存储和处理,启动科研工作。这标志着嫦娥六号任务由工程实施阶段正式转入科学研究新阶段。
2024年10月15日,国新办举行新闻发布会,国家航天局系统工程司司长杨小宇在会上表示,6月25日,嫦娥六号从月球背面带回了1935.3克的背面样品,这也是人类首次从月球背面带回的月球样品。科学家正在对这些月球样品进行整理,初步的物理、化学成分和结构的探测已经完成。
2024年11月15日,中国科学家采用嫦娥六号采回的月球背面样品做出的首批两项独立研究成果,同时刊登在国际学术期刊《自然》与《科学》杂志。两项研究首次揭示月球背面约28亿年前仍存在年轻的岩浆活动,这一年龄填补了月球玄武岩样品在该时期的记录空白。
中国科学家通过分析嫦娥六号月球样品,获得人类首份月背古磁场信息,填补了月球磁场中晚期演化的数据空白,为研究月球磁场演化、探秘“月球磁场发电机”提供重要依据。此项成果于北京时间2024年12月20日在国际学术期刊《自然》在线发表。
系统组成
“嫦六”系统
嫦娥六号探测器作为嫦娥五号的备份一同研制,系统组成相同。
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,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背面预选区域软着陆,按计划开展月面自动采样等后续工作。
火箭系统
嫦娥六号探测器的发射任务由长征五号运载火箭承担。
长征五号运载火箭是21世纪10年代中国航天科技集团公司所属中国运载火箭技术研究院抓总研制的一种大型低温液体捆绑式运载火箭。长征五号为捆绑四个助推器的两级半构型火箭,其芯级直径为5米,采用液氢液氧发动机;助推器直径3.35米,采用液氧煤油发动机。火箭全长为57米,起飞重量为854.5吨,起飞推力为1062吨,近地轨道最大运载能力为25吨,地球同步转移轨道轨道最大运载能力为14吨。长征五号(CZ-5)是新一代大型运载火箭,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。主要用于发射空间站、探月三期、下一代地球静止轨道卫星等任务。2016年11月3日,长征五号火箭首飞取得圆满成功。
中继卫星
鉴于嫦娥四号中继星的设计寿命即将到期,所以在嫦娥六号任务之前,中国计划再发射一颗鹊桥二号中继通讯卫星,作为探月四期的公共中继星平台,为嫦娥六号、七号、八号提供服务。
鹊桥二号作为一颗中继通信卫星,主要用于转发月面航天器与地球之间的通信,其首次任务将为嫦娥六号服务。嫦娥六号计划2024年前后发射,着陆点位于月球的背面,受到月球的遮挡,它无法直接与地球之间通信,因此需要鹊桥二号来转发。嫦娥六号任务完成后,鹊桥二号将会择机调整轨道,从而为嫦娥七号嫦娥八号以及后续月球探测任务提供服务。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玉兔二号提供中继通信服务。
2024年3月20日8时31分,探月工程四期鹊桥二号中继星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。鹊桥二号中继星作为探月工程四期后续任务的“关键一环”,将架设地月新“鹊桥”,为嫦娥四号、嫦娥六号等任务提供地月间中继通信。
2024年3月25日0时46分,鹊桥二号中继星经过约112小时奔月飞行,在距月面约440千米处开始实施近月制动,约19分钟后,顺利进入环月轨道飞行。后续,鹊桥二号中继星将通过调整环月轨道高度和倾角,进入24小时周期的环月大椭圆使命轨道,按计划开展与嫦娥四号和嫦娥六号的对通测试。4月8日—9日,鹊桥二号中继星与嫦娥六号探测器(地面状态)开展对通测试。
载荷卫星
2024年5月8日16时14分36秒,上海交通大学航空航天学院智能卫星技术中心研制的“SJTU思源二号(ICUBE-Q)”探月卫星与嫦娥六号成功释放分离,进入预定轨道,卫星上电,成功获得第一张图像照片。这标志着这一国内首颗10千克以下探月卫星正式开启科学探索任务,它将继续捕捉月貌图像数据,并开展一系列实验。SJTU思源二号是上海交通大学与巴基斯坦空间技术研究院共同研发的成果。这一合作项目不仅加深了中巴两国在航天领域的合作,也为“一带一路”合作伙伴提供了宝贵的航天应用和技术推广实例。
2024年5月10日,中国向巴基斯坦交接嫦娥六号任务巴基斯坦立方星数据。
回收系统
2024年6月,执行搜索回收任务的空中分队由5架直升机组成,分别是1架指挥机、1架通信机、3架搜索机,将在1600平方千米的预定着陆区域内进行搜索回收。搜索机搭载了现场处置防护人员赶赴着陆点,将完成道路封控、返回器运送及移交等工作。
飞行任务
任务特点
嫦娥六号任务与嫦娥五号任务虽然同为月球采样返回任务,也存在着诸多不同:
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。
任务载荷
嫦娥六号着陆器配置的中国国内研制载荷包括降落相机、全景相机、月壤结构探测仪、月球矿物光谱分析仪等多种有效载荷。
2019年4月,国家航天局对外发布了《嫦娥六号任务国际载荷合作机遇公告》,通过对两批次国际载荷搭载项目建议的征集、遴选,最终确定了欧空局月表负离子分析仪、法国月球氡气探测仪、意大利激光角反射器、巴基斯坦立方星等4个国际搭载项目。其中,欧空局月表负离子分析仪将对月球表面负离子进行探测,研究等离子体和月面的相互作用机制;法国月球氡气探测仪旨在对月球表面氡气同位素开展原位探测,研究挥发物在月球环境下传输和扩散机制;意大利激光角反射器计划利用在月球背面的定位,与其他月球探测任务开展联合测距与定位研究;巴基斯坦立方星将开展在轨成像任务,验证纳卫星月球轨道探测技术。
嫦娥六号着陆器携带的欧空局月表负离子分析仪、法国月球氡气探测仪等国际载荷工作正常,开展了相应科学探测任务。其中,法国月球氡气探测仪在地月转移、环月阶段和月面工作段均进行了开机工作;欧空局月表负离子分析仪于月面工作段进行了开机工作。安装在着陆器顶部的意大利激光角反射器成为月球背面可用于距离测量的位置控制点。
任务规划
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。
嫦娥六号的第一个科学方针是展开着陆点区形貌探测和地质背景勘察,获得与月球样品相关的现场分析数据,创建现场探测数据与实验室分析数据之间的联系。主要包含:着陆区的地形地貌探测;采样点的物质成份特性;月壤物理特征与布局;月壳浅层的温度梯度探测等。第二个科学方针是对返回高空的月球样品进行体系、持久的研究,分析月壤与月岩的物理特征、矿物与化学构成、微量元素同位素构成、宇宙辐射与太阳风粒子与月球的相互作用、太空风化过程与环境演变等,深入月球形成和演化的研究。
第二个科学目标是对返回地面的月球样品进行系统、长期的实验室研究,分析月壤与月岩的物理特性与结构构造、矿物与化学组成、微量元素与同位素组成、月球岩石形成与演化过程的同位素、宇宙辐射与太阳风离子与月球的相互作用、太空风化过程与环境演化过程等,深化月球成因和演化历史的研究。
要实现月球采样返回,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,还需要突破再入技术等。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,因此嫦娥六号上还将携带钻机。
运行动态
发射前期
2024年1月8日、9日,探月工程四期嫦娥六号任务探测器产品分别搭乘安-124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。后续按计划进行发射前各项测试准备工作。
2024年春节期间,嫦娥六号在中国文昌航天发射场进行相关测试,为实施发射作准备。嫦娥六号任务将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。发射场设施状态良好,各项准备工作正按计划有序进行,嫦娥六号计划于2024上半年实施发射。
2024年3月15日,国家航天局发布消息,执行探月工程四期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。
2024年4月27日,嫦娥六号探测器和长征五号遥八运载火箭被垂直转运至发射区,计划于5月初择机发射,开展人类首次月背取样。
2024年5月1日上午,嫦娥六号月球探测任务组织发射前系统间全区合练,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,各系统已经做好发射前准备工作。5月1日,国家航天局发布消息,经工程任务指挥部综合研判决策,探月工程四期嫦娥六号任务计划于2024年5月3日实施发射。2024年5月3日,国家航天局消息,长征五号遥八运载火箭开始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。
发射入轨
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成功发射,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。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。
2024年5月8日10时12分,在北京航天飞行控制中心的精确控制下,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。
2024年5月10日,中国向巴基斯坦交接嫦娥六号任务巴基斯坦立方星数据。
登月采样
2024年5月30日,嫦娥六号着陆器与上升器组合体和轨道器与返回器组合体实现了在轨分离。
2024年6月2日6时9分,北京航天飞行控制中心发出了指令,在月球上方15千米的轨道高度上,嫦娥六号着陆器上7500N变推力发动机启动,着陆器组合体开始变轨实施动力下降,在1台轨控发动机和多台姿控发动机的协同推动下,逐步将探测器相对月球速度从约1.6千米/秒降为零。
期间,在距月面1.5千米时,嫦娥六号利用光学成像敏感器进行粗避障,剔除大型障碍物;距月面仅100米时,嫦娥六号上的备用激光三维成像敏感器进行精确避障,精准识别选好落点。而后,开始避障下降和缓速垂直下降,最终平稳着陆在月球背面南极-艾特肯盆地中的预选着陆区,并传回了着陆影像图。从发射升空到成功落月,38万千米,30天抵达,900多秒惊心动魄的下降,嫦娥六号探测器成功安全着陆。
2024年6月2日6时23分,嫦娥六号着陆器和上升器组合体在鹊桥二号中继星支持下,成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地预选着陆区。
2024年6月3日,嫦娥六号月球探测器发出第一条微博,内容是“大家好,我是嫦娥六号,现在我正在月球挖土。”
2024年6月2日至3日,嫦娥六号着陆器与上升器组合体顺利完成在月球背面南极-艾特肯盆地的智能快速采样,并将珍贵的月球背面样品封装存放在上升器携带的贮存装置中,完成了这份宇宙快递的“打包装箱”。
采样方式:钻具钻取和机械臂表取。探测器随身携带了钻取采样装置、表取采样装置、表取初级封装装置和密封封装装置等“神器”,将采取深钻、浅钻以及“铲土”“夹土”等方式,采集月球样品。月背采样是先钻取后表取。两种采样方式实现的技术途径、采集的月球样品种类不一样,科学价值也不尽相同。
表取完成后,嫦娥六号着陆器携带的五星红旗在月球背面成功展开。这是中国首次在月球背面独立动态展示国旗。该国旗由新型复合材料和特殊工艺制作而成。由于落月位置不同,嫦娥六号国旗展示系统在嫦娥五号任务基础上进行了适应性改进。
采样返回
2024年6月4日7时38分,嫦娥六号上升器携带月球样品自月球背面起飞,3000N发动机工作约6分钟后,成功将上升器送入预定环月轨道。
2024年6月4日,国家航天局发布嫦娥六号着陆器着陆月球背面拍摄的系列影像图,包括落月过程中降落相机拍摄的着陆区域附近影像、全景相机拍摄的着陆点影像。相关影像数据经鹊桥二号中继卫星传回,影像图由地面应用系统处理获得。
2024年6月19日,美国宇航局NASA官网发文称其月球勘测轨道飞行器(LRO,Lunar Reconnaissance Orbiter)于6月7日在月球背面拍摄到了中国嫦娥六号月球探测器的着陆点。
嫦娥六号着陆器降落相机拍摄影像由降落相机刚开机时拍摄,图像显示拍摄月背区域中下部和右部分布有多个十多千米直径的环形坑,拍摄的月背区域上部中间为暗色的玄武岩分布区。
嫦娥六号着陆器降落相机拍摄影像由降落相机在降落过程中拍摄,图像显示拍摄的月背区域分布有大量亮色环形坑。
嫦娥六号着陆器降落相机拍摄影像由降落相机在着陆器安全着陆后拍摄,图像显示着陆器底部相对平坦,分布有少量亮色石块。
嫦娥六号着陆器全景相机拍摄的影像图由全景相机在嫦娥六号表取采样前,对着陆点北侧月面拍摄的彩色图像镶嵌制作而成。图像上方是着陆点北部查菲环形山,图像的下方是着陆腿和着陆时冲击挤压隆起的月壤。
嫦娥六号完成月背采样之后,月表呈现一个“中”字。嫦娥六号月球探测器发文:“我看‘中’”。
嫦娥六号月球探测器携带的“移动相机”,自主移动并成功拍摄、回传着陆器和上升器合影。
2024年6月6日14时48分,嫦娥六号上升器成功与轨道器和返回器组合体完成月球轨道的交会对接,并于15时24分将月球样品容器安全转移至返回器中。这是中国航天器继嫦娥五号之后,第二次实现月球轨道交会对接。
返回地球
2024年6月25日,内蒙古四子王旗着陆场当前的气象条件完全满足返回要求,气象人员将持续观云测雨全力确保“嫦娥”平安归来。同日,嫦娥六号月球探测器发博:“月球土特产正在派送中,地球的小伙伴们请注意查收!”截至2024年6月25日,嫦娥六号正在返回地球的途中,将于当日着陆内蒙古四子王旗着陆场,地面分队已完成出发前的各项检查工作,以及与各单位的通信联调工作,准备工作已经就绪。
2024年6月25日13时22分许,北京航天飞行控制中心通过地面测控站,向嫦娥六号轨道器和返回器组合体注入高精度导航参数。此后,轨道器与返回器在距南大西洋海平面高约5000千米处正常解锁分离,轨道器按计划完成轨道规避机动。
2024年6月25日13时41分许,嫦娥六号返回器在距地面高度约120千米处,以接近第二宇宙速度(约为11.2千米/秒)高速在大西洋上空第一次进入地球大气层,实施初次气动减速。下降至预定高度后,返回器在印度洋上空向上跳出大气层,到达最高点后开始滑行下降。之后,返回器再次进入大气层,实施二次气动减速。在降至距地面约20千米高度时,返回器转入开伞姿态。约10千米高度时,返回器打开降落伞,完成最后减速并保持姿态稳定,随后准确在预定区域平稳着陆。负责搜索回收任务的发射场与回收系统技术人员,根据北京中心通报的落点位置信息,规划行动路径,开展返回器搜索,及时发现目标,确认返回器状态正常,有序开展回收工作。
2024年6月25日14时07分,嫦娥六号返回器准确着陆于内蒙古四子王旗预定区域,工作正常,标志着探月工程嫦娥六号任务取得圆满成功,实现世界首次月球背面采样返回。中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平发来贺电,代表党中央、国务院和中央军委,向探月工程嫦娥六号任务指挥部并参加任务的全体同志致以热烈祝贺和诚挚问候。嫦娥六号任务自发射后历经53天,11个飞行阶段,突破了月球逆行轨道设计与控制、月背智能快速采样、月背起飞上升等关键技术,首次获取月背的月球样品,并搭载4台国际载荷,开展了务实高效的国际合作。
2024年6月25日下午,嫦娥六号返回器准确着陆于内蒙古四子王旗预定区域,晚上7时30分,嫦娥六号返回器由公路转运至朱日和机场。26日上午,嫦娥六号已经空运至北京。26日下午,探月工程嫦娥六号探测器返回舱举行开舱活动,为嫦娥六号任务工程实施阶段画上圆满的句号。
样品移交
2024年6月28日,国家航天局向中国科学院移交了嫦娥六号样品容器,交接了样品证书。经初步测算,嫦娥六号任务采集月球样品1935.3克,在样品安全运输至月球样品实验室后,地面应用系统的科研人员将按计划开展月球样品的存储和处理,启动科研工作。这标志着嫦娥六号任务由工程实施阶段正式转入科学研究新阶段。
2024年6月28日,国家航天局在京举行探月工程嫦娥六号任务月球样品交接仪式。工业和信息化部部长金壮龙主持交接仪式,国家航天局局长张克俭向中国科学院副院长丁赤飚移交了嫦娥六号样品容器,交接了样品证书。交接仪式完成后,月球样品由地面应用系统转运队送至位于国家天文台的月球样品实验室,这标志着嫦娥六号任务由工程实施阶段正式转入科学研究新阶段。
后续动态
2024年6月27日,中国国务院新闻办公室举行新闻发布会,介绍嫦娥六号任务有关情况。此次嫦娥六号携带的法国、意大利、欧空局和巴基斯坦四台国际载荷“都非常出色”。后续的嫦娥七号已经遴选6台国际载荷,嫦娥八号将向国际社会提供约200千克载荷搭载空间。
2024年9月17日,中国研究人员发表的一篇论文称,对从月球背面取回样本进行的第一轮检测分析显示:其土壤特性与月球正面不同。
2024年9月18日,中国科学院国家天文台表示,中国科学家揭秘了嫦娥六号月球样品的物理、矿物和地球化学特征,解析了其中蕴含的月球早期演化、月球背面火山活动相关信息,填补了人类月背研究历史的空白。科学家在中国《国家科学评论》上发表的一篇研究论文中说,嫦娥六号任务取回的月壤样本具有较低密度。相比嫦娥五号样品,嫦娥六号月背样品颜色略浅、密度更小、颗粒来源也更为复杂。嫦娥六号的月壤样品里面,有很多白色物质,包括月壤里面的长石矿物,明显比嫦娥五号多,另外玻璃碎片也多得多,整体看上去比嫦娥五号的样品要浅。
2024年10月15日,国家空间科学中长期发展规划新闻发布会上午举行。发布会上,国家航天局相关负责人介绍,嫦娥六号任务转入科学研究阶段已经有三个多月,已完成了对嫦娥六号月球样品的物理、矿物、化学成分等的测试分析。嫦娥六号月壤首次向全球展出,样品重75毫克。
2024年11月5日,探月与航天工程中心官方公众号发布关于开放第一批嫦娥六号和第八批嫦娥五号月球科研样品国内借用申请的通知。公众可通过网站获取有关信息,进行月球科研样品申请。本批借用申请截止日期为2024年11月22日24:00。
未来展望
嫦娥六号任务之后,中国还将实施嫦娥七号、嫦娥八号任务。嫦娥七号的任务主要是对月球南极部分的资源进行勘察,嫦娥八号则将对月球资源的原位利用开展技术验证。国家航天局副局长卞志刚此前表示,“我们期待与更多国际同行携手,深入开展多种形式的航天国际交流合作”。
国家航天局9月24日宣布,在完成嫦娥六号任务后,中国探月工程还将通过两次发射任务,为国际月球科研站打基础。按计划,中国将在2026年发射嫦娥七号,2028年前后将发射嫦娥八号。卞志刚介绍,在 2035 年前后,中国要建设月球科研站的基本型。国家航天局探月与航天工程中心主任关锋表示,嫦娥八号要考虑通信的能力,在月球上肯定会有无线网、能源,至于能不能种菜,科学家们还在研究,嫦娥八号有可能会搞这方面的科学研究。
技术创新
智能移动相机
2024年6月4日,嫦娥六号携带的“智能移动相机”(实际是月面自主智能微小机器人),自主移动并成功拍摄、回传着陆器和上升器合影。
该月面自主智能微小机器人,是一个5千克级月面自主智能移动装置。在嫦娥六号奔月和落月过程中,该设备一直被悬挂在着陆器的侧板外。嫦娥六号完成月背采样后,小机器人自主分离到月球表面,自主移动到合适的拍摄位置、自主选择拍摄角度和自主构图并进行成像位置的智能优化,最终拍摄了一幅着陆器上升器组合体在月球背面的第三视角真实图像。
首展五星红旗
嫦娥六号探测器携带的五星红旗在月球背面成功展开,这是中国首次在月球背面独立动态展示国旗。能完成这一具有历史意义的创举,关键在国旗材料的特殊性,这是一面由“玄武岩超细纤维”和“间位芳纶纤维”制成的“织物版”五星红旗。
逆行环月轨道
嫦娥六号探测任务将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。
嫦娥六号在环月轨道上的飞行方向与月球自转方向相反,这样无需调整探测器设计方案,也能保证它随时随地“能量十足”,顺利化解了因着陆点变化带来的朝向、姿态等问题。这条由东向西环月的逆行轨道,可为嫦娥六号探测器提供更加稳定和均匀的空间外热流环境,确保探测器姿态幅度调整最小,在飞行过程中技术状态稳定,动力下降初始姿态和落月后月面工作姿态与嫦娥五号基本一致。为了能在预选位置着陆,研发人员还优化了轨道设计和控制以及整个动力下降和着陆过程的策略,从而提高了着陆安全性。
智能钻取采样
娥六号月背采样要达到:采得着、钻得动、封得住、回得来。该次是世界首次在月球背面靠近南极的区域进行采样,嫦娥六号直面三个挑战:
一是月球背面相对地球不可见,为保证数传链路的连续性,需要靠鹊桥二号中继星搭桥;
二是由于采样地点所处的纬度较嫦娥五号更高,月壤的风化程度相较于低纬度更加不充分,月壤中石块含量更多,对地面规划及采样机构是一个更大挑战;
三是采样时间比嫦娥五号更短,整体工作流程更复杂,任务难度大。
月背自主起飞
嫦娥六号从月球背面起飞,无法直接得到地面测控支持,需要在鹊桥二号中继星辅助下,借助自身携带的特殊敏感器,实现自主定位、定姿,工程实施难度更大。嫦娥六号的月面起飞分为起飞准备、垂直上升、姿态调整和轨道入射四个阶段,最大的难点是智能自主控制,尤其是在月面起飞的第一阶段——月背起飞必须考虑到和中继星通信不畅的情况,所以嫦娥六号智能自主起飞准备是与嫦娥五号最为不同的地方。
进入起飞准备程序后,嫦娥六号开始进行自主位置确定、自主姿态确定和自主起飞参数计算等。嫦娥六号起飞的整个过程都是由制导、导航与控制系统来控制的。由于月面起飞的时间点是零窗口,要求上升器必须按时起飞。这是因为月球自转周期是一个月,一旦错过这个对接窗口,就得再等上一个月。所以,到了起飞时间,制导、导航与控制系统就会控制上升器主发动机,自行点火起飞。
社会影响
2024年9月23日,中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平在人民大会堂接见探月工程嫦娥六号任务参研参试人员代表。习近平指出,嫦娥六号完成了人类历史上首次月球背面采样,突破了多项关键技术,是中国建设航天强国、科技强国取得的又一标志性成果,是中国探月工程的重要里程碑。
2024年10月14日至18日,第75届国际宇航大会在意大利米兰召开,中国探月工程嫦娥六号从月球背面采样返回的月壤样品首次向全球展出,吸引了众多国家的航天机构和国际组织负责人以及与会代表参观。
2024年12月,入选“2024全球十大工程成就”。
总体评价
截至2024年1月,人类共对月球进行了10次采样返回,这10次采样均位于月球的正面。科学家认为,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。嫦娥系列任务成功,会为人类揭开更多月球和宇宙的奥秘。(光明网 评)
2024年,中国发射嫦娥六号月球样本返回任务。如果任务成功,将是人类首次从月球远端采集样本。(科普中国网 评)
嫦娥六号任务选择巴基斯坦参与国际合作是对巴科学家能力的认可,是巴技术发展的历史性时刻。取得的成果将增强巴在卫星通信领域的能力,为科学研究、经济发展和国家安全创造新的机遇。(巴基斯坦总理夏巴兹 评)
此次嫦娥六号任务的发射是各国和组织携手太空合作和共享利益的良好范例。(巴基斯坦副总理兼外长伊沙克·达尔 评)
嫦娥六号完成世界首次月球背面采样并返回轨道,是中国外空探索的历史性一步,也是人类和平利用外空的历史性一步。(国台办发言人陈斌华 评)
嫦娥六号成功着陆是了不起的成就,欧空局很感激也很自豪能够参与其中。(欧空局局长阿施巴赫 评)
嫦娥六号任务的成功执行是“了不起的成就”,这是国际合作在外层空间事务方面的伟大体现。(联合国秘书长发言人迪雅里克 评)
“嫦娥六号任务是中国航天史上迄今为止技术水平最高的月球探测任务,实现三大技术突破和一项世界第一。(中国国家航天局副局长卞志刚 评)
最新修订时间:2024-12-27 14:46
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