中国航天的历史性时刻：嫦娥六号“蟾宫挖宝”归来 实现世界首次月背采样返回

2024年6月25日14时7分，嫦娥六号返回器携带来自月背的月球样品安全着陆在内蒙古四子王旗预定区域，探月工程嫦娥六号任务取得圆满成功。（图源：新华社）

【华夏经纬网综合媒体报道】6月25日14时7分，嫦娥六号返回器携带来自月背的月球样品安全着陆在内蒙古自治区四子王旗预定区域，这标志着探月工程嫦娥六号任务取得圆满成功。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，这是我国建设航天强国、科技强国取得的又一标志性成果。

嫦娥六号回家之路怎么走？

25日13时20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公里处正常解锁分离，轨道器按计划完成轨道规避机动。

13时41分许，嫦娥六号经历了回家路上惊心动魄的时刻——返回器在距地面高度约120公里处，以接近第二宇宙速度(约11.2千米/秒)高速在大约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，返回器在大约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。这一过程俗称“太空打水漂”，标准术语为“半弹道跳跃式返回”。

2024年6月25日14时7分，嫦娥六号返回器携带来自月背的月球样品安全着陆在内蒙古四子王旗预定区域，探月工程嫦娥六号任务取得圆满成功。（图源：新华社）

为何要“太空打水漂”式返回？中国航天科技集团五院科研人员介绍，嫦娥六号返回器从月球飞向地球速度非常快，返回过程必须减速。这样设计，目的是利用数千公里大气层的阻力和与大气摩擦产生的热量快速消耗返回器的能量，使其再次穿出大气层时速度已经降到第一宇宙速度以下，不再具备环绕地球飞行的条件而第二次进入大气层。

据介绍，“太空打水漂”依靠全数字全系数自适应预测校正制导技术。为了验证该项技术，2014年，我国专门发射了月地高速再入返回飞行试验器并取得了圆满成功，这是该项技术的首秀。嫦娥五号任务是第二次采用该项技术，嫦娥六号月背自主采样返回任务的成功，再次验证了该项技术的强适应性、高精准度和高稳定性。

除了减速，嫦娥六号顺利回家还要克服高温的影响。由于再入大气层速度快，高温烧灼不可避免，为保证返回器既防热又抗烧蚀，嫦娥六号返回器充分借鉴了嫦娥五号返回任务的经验，根据不同部位耐烧灼和隔热的具体需求与指标，制备了一件量身定制的“贴心防热衣”，保障其安全顺利返回地球。

在降至距地面约10公里高度时，返回器打开降落伞，以两级减速的方式，绽放两次“红白伞花”。其中，第一级降落伞是一朵只有2平方米的“小花”，即减速伞，它负责“踩一脚刹车”，对返回器进行初级减速，之后分离拉出主伞。第二级降落伞是一朵约为50平方米的“大花”，即主伞，负责把返回器速度由数百公里每小时降低到不超过50公里每小时，护佑返回器稳稳落于地面。

2024年6月25日在北京航天飞行控制中心屏幕上拍摄的嫦娥六号返回器即将着陆的动画模拟画面。（图源：新华社）

嫦娥六号如何实现月背“挖宝”？

嫦娥六号任务之前，人类共对月球进行了10次采样，均位于月球的正面。为什么要去月球背面采样？“一方面是人们对月背特别好奇，想了解不知道的东西；另一方面，嫦娥四号去了以后，其传回的种种科学数据显示，月球背面确实存在很多不同于月球正面的科学现象，特别需要获取样品，供科研人员进一步研究。”中国探月工程四期总设计师、中国航天科技集团有限公司科技委副主任于登云院士一语中的。

此次嫦娥六号的着陆区月球背面南极-艾特肯盆地，被公认为月球上最大、最古老、最深的盆地，直径约2500公里，堪比昆仑山脉的长度，深度约13公里，比马里亚纳海沟更深。从这里采集年代更久远的月球样品并加以研究，将帮助我们更好地认识这颗星球。

嫦娥四号就着陆于该盆地的冯·卡门撞击坑内。在嫦娥四号任务中，科研人员开展了月球背面巡视区形貌和矿物组分研究、月基低频射电天文观测与研究等。如果把月球一剖为二，以月核为圆心，月球背面南半球嫦娥六号的落点与月球正面北半球嫦娥五号的落点将大致呈现出中心对称关系。

2024年6月4日在北京航天飞行控制中心屏幕上拍摄的嫦娥六号取样回放画面。（图源：新华社）

嫦娥六号如何实现月背“挖宝”？和嫦娥五号任务相同，嫦娥六号在月背取样采用了表取和钻取两种方式。钻取需要采集一定深度的月球次表层样品，争取让采样装置采得更深，让样品种类更为丰富。表取采样则是在一片区域里进行多次采样，主要采样目标是月球表面的风化层样品。

钻取所用的采样装置共有三层结构，设计长度为2.5米，最外层是外钻杆，紧靠外钻杆的是取芯管，取芯管的外面包裹着一条取芯袋。当钻头向下钻进时，取芯袋也会跟随着取芯管向下运动，而钻取到的月壤岩芯则会被顶进袋内，整个过程就像“穿袜子”。取样后的取芯袋以缠绕的方式，存放在钻取初级密封装置上。

外钻杆是钻取采样设备中的关键部件，为了保证钻取有力度、设备不易变形，同时减轻自身重量，中国科学院金属研究所科研团队进行了一系列探索，最终研制出高强韧铝基复合材料挤压棒材、锻件和厚壁管材，实现材料性能和稳定性大幅提升，制作出的钻杆耐磨性和强度可以与钢材媲美，同时重量减轻了65%。

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。（图源：新华社）

中国探月工程还有哪些任务？

从5月3日成功发射到6月2日精准着陆在月球背面“挖宝”，再到6月25日顺利着陆“回家”，嫦娥六号在此次为期53天的月球探险期间创造了多个“首次”：人类历史上首次月球背面采样和返回、首次在月球背面独立动态展示中国国旗、首次回传着陆器和上升器合影。

“中国成为第一个从月球背面采集样本并带回地球的国家，这是中国太空计划的一个里程碑式成就”“这是一项真正的技术壮举”“中国太空计划向前迈出重要一步”……国际社会密切关注嫦娥六号的月背之旅，认为这是中国取得的一项伟大成就，标志着中国一系列探月任务的又一次胜利，中国航天综合实力不断提升。

近年来，中国在月球探索方面取得长足进步。2004年，中国正式开展月球探测工程，并以神话中月亮女神的名字命名为“嫦娥工程”。我国对于月球探测的整体战略部署可以归纳为“探、登、驻”。“探”，即探测，主要指获取月球各类相关信息。“登”，即载人登月。“驻”，即长期驻留在月球，在月球拥有长期科考基地，利用月球资源开展各项科研工作。

前三期探月工程也可归纳成三个字，“绕、落、回”。“绕”，即发射能够长期环绕月球对月球进行遥感探测的卫星。“落”，即落到月球表面完成一系列科考工作。“回”，从月球上采样返回。目前，前三期工作都已顺利完成。

探月工程四期于2021年12月获批实施，由嫦娥四号、嫦娥六号、嫦娥七号和嫦娥八号4次任务组成。嫦娥四号实现了世界首次月球背面软着陆巡视探测；嫦娥六号刚刚实现了人类首次月球背面采样返回任务；后续，嫦娥七号和嫦娥八号将构建月球科研站基本型，开展月球环境探测等任务。

今年是中国探月工程正式立项20周年。20年来，从嫦娥一号拍摄全月球影像图，到嫦娥四号实现人类首次月球背面软着陆；从嫦娥五号带着月壤胜利归来，再到嫦娥六号成功实现月背“挖宝”……中国探月工程不断刷新人类月球探测的纪录。随着探月四期工程的持续推进，中国的探月之路仍将继续。

(资料来源：央视新闻、人民日报、我们的太空、中国航天报)