嫦娥六號（英文：Chang'e-6），是中國嫦娥探月計畫第六個探測器，著陸區為月球背面南極-艾特肯盆地。
2022年11月，中國探月工程總設計師吳偉仁表示，嫦娥六號從月球背面採集更多樣品，爭取實現2000克的目標。嫦娥六號、七號、八號，小行星探測、火星取樣返回、木星系探測等工程任務將按計畫陸續實施。
嫦娥六號任務計畫前往月球背面南極-艾特肯盆地，進行形貌探測和地質背景勘察等工作，去發現並採集不同地域、不同年齡的月球樣品。為增進國際合作，嫦娥六號任務搭載了法國的氡氣探測儀、歐空局的負離子探測儀、義大利的雷射角反射鏡、巴基斯坦的立方星等4個國家的載荷和衛星項目。
2024年1月8日、9日，探月工程四期嫦娥六號任務探測器產品分別搭乘安-124和運-20飛機，抵達海南美蘭國際機場，隨後通過公路運輸方式運送至中國文昌航天發射場。
2024年上半年，嫦娥六號將擇機發射，飛往月球採樣並返回地球。4月27日，嫦娥六號探測器和長征五號遙八運載火箭在中國文昌航天發射場完成技術區相關工作後，器箭組合體垂直轉運至發射區，計畫5月初擇機實施發射。
2024年5月1日，嫦娥六號月球探測任務組織發射前系統間全區合練，文昌航天發射場、北京飛控中心、西安衛星測控中心、遠望號測量船隊以及任務各測控場站等實施聯調聯控。5月1日，國家航天局發布訊息，探月工程四期嫦娥六號任務計畫於2024年5月3日實施發射。
基本介紹
研製歷程,歷史背景,研製單位,前期工作,“嫦五”成功,研製進程,系統組成,“嫦六”系統,火箭系統,中繼衛星,飛行任務,任務特點,任務載荷,任務規劃,運行動態,運抵文昌,準備工作,技術創新,攻克難題,技術突破,總體評價,
研製歷程
歷史背景
- 國際背景
月壤即月球的土壤，對地球人來說蘊藏著巨大的科學價值。為了去月球“挖土”，主要航天國家都“很拼”。
1969年7月至1972年12月間，美國通過阿波羅11號到阿波羅17號載人飛船實施了7次載人登月任務，除了阿波羅13號因發生故障中途返回，其餘6艘飛船皆完成登月，成功將12名航天員送上月球，共帶回月壤和月岩樣品約382千克。
中國探月工程介紹
- 中國探月工程
從1999年開始，中國國防科工委組織有關部門系統地論證了月球探測的科學目標，2000年，中國科學院通過了對科學目標的評審，並據此科學目標開始研製有效載荷。從2002年起，國防科工委組織科學家和工程技術人員研究月球探測工程的技術方案。經過兩年多的努力，深化了科學目標及其實施途徑，落實了探月工程的技術方案，建立了全國大協作的工程體系，提出了立足中國現有能力的繞月探測工程方案。
2004年1月，國務院批准繞月探測工程立項，命名為嫦娥工程。2006年2月，國務院頒布《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006～2020）》，明確將“載人航天與探月工程”列入國家十六個重大科技專項。
中國探月工程是《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006—2020）》明確的國家科技重大專項標誌性工程，是中國共產黨中央著眼中國社會主義現代化建設全局，為推動航天事業發展、促進科技進步和創新、提高綜合國力作出的重大戰略決策，自2004年1月立項並正式啟動以來，已連續成功實施嫦娥一號、嫦娥二號、嫦娥三號、再入返回飛行試驗、嫦娥四號和嫦娥五號等六次任務。
中國探月工程前期規劃
研製單位
嫦娥五號任務由中國國家航天局組織實施，具體由工程總體和探測器、運載火箭、發射場、測控與回收、地面套用等五大系統組成。國家航天局探月與航天工程中心為工程總體單位，中國航天科技集團有限公司所屬中國運載火箭技術研究院抓總研製運載火箭系統、中國空間技術研究院抓總研製探測器系統。中國衛星發射測控系統部負責組織實施發射、測控與回收。中國科學院國家天文台抓總研製地面套用系統，負責科學數據和樣品的接收、處理、存儲管理等工作。
前期工作
- 嫦娥五號階段
與前幾次探月任務相比，嫦娥五號任務最重要的目標就是“採樣返回”。這也是中國“探月工程”規劃的“繞、落、回”中的第三步。具體的工程目標是三個方面：
一是突破跟採樣返回相關的新的一些關鍵技術。
二是實現地外天體的自動採樣返回。
三是進一步完善探月工程體系，為載人登月和深空探測奠定一定的人才、技術和物質基礎。
- 預研立項
2009年，在探月二期工程實施的同時，為銜接探月工程一、二期，兼顧中國未來載人登月和深空探測發展，中國正式啟動了探月三期工程的方案論證和預先研究。
2011年，探月三期工程正式立項，任務目標是實現月面無人採樣返回。該工程規劃了2次正式任務和1次飛行試驗任務，分別命名為嫦娥五號、嫦娥六號和嫦娥五號高速再入返回試驗。其中，嫦娥五號規劃為中國首個實施月面取樣返回的太空飛行器。
- 再入返回試驗
2014年10月24日，探月工程三期再入返回飛行試驗器由長征三號丙運載火箭發射升空，準確進入地月轉移軌道。同年11月1日，服務艙與返回器分離，隨後返回器順利著陸，試驗任務取得圓滿成功。服務艙拉升軌道，繼續開展拓展試驗，先後完成了遠地點54萬千米近地點600千米大橢圓軌道拓展試驗和環繞地月L2點探測、返回月球、嫦娥五號調相機動模擬試驗等任務。
2015年2月，國防科技工業局宣布，探月工程三期再入返回飛行器服務艙為嫦娥五號任務開展在軌驗證，已完成調相試驗，模擬嫦娥五號著陸器月面採樣期間，軌道器的飛行控制過程，驗證軌道設計、飛控時序、軌道精度等相關技術項目，為月球軌道交會對接創造良好條件。
- 著陸器推進試車
2017年1月，嫦娥五號探測器著陸器推進子系統正樣熱試車取得成功，這標誌著嫦娥五號著陸器推進子系統熱試車收官。這也是嫦娥五號研製進程中非常關鍵的一步。
“嫦五”成功
嫦娥五號（Chang'e-5）探測器於2020年11月24日搭乘長征五號運載火箭飛向月球，2020年12月17日凌晨1點59分歷時23天的飛行之後，嫦娥五號從月球帶回了1731克月球樣品，實現了中國首次月球無人採樣返回，標誌著中國探月工程三期“繞、落、回”收官。
嫦娥五號
研製進程
- 工程獲批
2018年10月1日，中國工業和信息化部副部長、國家航天局局長張克儉宣布，中國願意與各國開展航天合作，將在嫦娥六號的軌道器和著陸器上為國際合作夥伴提供10千克的載荷。
2022年4月24日，“中國航天日”啟動儀式線上舉辦。國家航天局公布的信息顯示，中國航天將堅持面向世界航天發展前沿、面向國家航天重大戰略需求，陸續發射嫦娥六號、嫦娥七號、嫦娥八號探測器，開展任務關鍵技術攻關和國際月球科研站建設。
據央視新聞2022年 9 月10日報導，探月工程四期任務已獲國家批覆。探月工程四期包括嫦娥六號、嫦娥七號和嫦娥八號任務，這三個任務將在未來十年之內陸續實施。
- 探月四期
中國探月工程四期包括嫦娥四號、嫦娥六號、嫦娥七號、嫦娥八號等多項任務。其中，嫦娥四號任務已實施，於2019年實現了人類太空飛行器首次月球背面軟著陸與巡視探測。綜合國家航天局此前發布的訊息，嫦娥六號也是一次月面採樣返回任務，其工程目標和科學目標將被進一步最佳化論證。
2022年1月28日發表的《2021中國的航天》白皮書明確：中國將繼續實施月球探測工程，發射“嫦娥六號”探測器、完成月球極區採樣返回；啟動月球探測工程“嫦娥六號”任務國際載荷搭載合作。
2022年9月，國家航天局探月與航天工程中心主任劉繼忠表示，未來十年，將陸續實施探月工程四期嫦娥六號、嫦娥七號和嫦娥八號任務，其中，嫦娥六號是嫦娥五號的備份，具備採樣返回的功能，將前往月球背面執行任務。
2022年11月24日，作為聯合國/中國空間探索與創新全球夥伴關係研討會系列會議的一部分，月球與深空探測特別會議在海口召開。與會專家表示，嫦娥六號任務計畫於2024年在文昌發射，已確定了氡氣探測儀等4台國際荷載。根據會上國家航天局探月與航天工程中心發布的《嫦娥六號國際載荷的徵集結果》，2019年4月18日，國家航天局對外發布了《嫦娥六號任務國際載荷搭載合作機遇公告》，共收到20多份搭載建議書。國家航天局探月與航天工程中心組建了遴選委員會，以確保嫦娥六號任務的安全可靠為原則，對國際載荷的工程實施效果、科學目標實現作單獨評價，最終確定了氡氣探測儀、立方星、月表負離子分析儀和雷射角反射器4台國際載荷。4台國際載荷的技術狀態已基本確定，在技術層面具備了搭載可行性。
2023年2月，中國將全面推進探月工程四期，嫦娥六號將從月球背面採集更多樣品，爭取實現2000克的目標。
2023年4月24日，2023“中國航天日”主場活動啟動儀式上，鵲橋二號中繼星計畫於2024年發射，作為探月四期公共中繼星平台，將為嫦娥六號任務提供中繼通信服務。
- 國際合作
嫦娥六號探測器作為嫦娥五號的備份，已於2017年完成主要產品的研製。按照“適應性改進、技術上有進步、工程上可實現、經費上可接受”的原則推進。
2023年9月29日，國家航天局發布訊息，探月工程嫦娥六號任務正按計畫開展研製工作，計畫於2024年前後實施發射。根據安排，嫦娥六號任務將開展月球背面採樣返回。
2024年4月27日，嫦娥六號探測器和長征五號遙八運載火箭在中國文昌航天發射場完成技術區相關工作後，器箭組合體垂直轉運至發射區，計畫5月初擇機實施發射。
系統組成
“嫦六”系統
嫦娥六號探測器作為嫦娥五號的備份一同研製，系統組成相同。
嫦娥六號探測器總重8.2噸，由軌道器、返回器、著陸器、上升器四部分組成，後續在經歷地月轉移、近月制動、環月飛行後，著陸器和上升器組合體將與軌道器和返回器組合體分離，軌道器攜帶返回器留軌運行，著陸器承載上升器擇機實施月球正面預選區域軟著陸，按計畫開展月面自動採樣等後續工作。
嫦娥六號探測器四部組成示意
火箭系統
嫦娥六號探測器的發射任務由長征五號運載火箭承擔。
長征五號運載火箭是21世紀10年代中國航天科技集團公司所屬中國運載火箭技術研究院抓總研製的一種大型低溫液體捆綁式運載火箭。長征五號為捆綁四個助推器的兩級半構型火箭，其芯級直徑為5米，採用液氫液氧發動機;助推器直徑3.35米，採用液氧煤油發動機。火箭全長為57米，起飛重量為854.5噸，起飛推力為1062噸，近地軌道最大運載能力為25噸，地球同步轉移軌道軌道最大運載能力為14噸。長征五號（CZ-5）是新一代大型運載火箭，完全採用無毒無污染推進劑，是中國研製規模和技術跨度最大的航天運輸系統工程。主要用於發射空間站、探月三期、下一代地球靜止軌道衛星等任務。2016年11月3日，長征五號火箭首飛取得圓滿成功。
長征五號運載火箭發射
中繼衛星
鵲橋二號作為一顆中繼通信衛星，主要用於轉發月面太空飛行器與地球之間的通信，其首次任務將為嫦娥六號服務。嫦娥六號計畫2024年前後發射，著陸點位於月球的背面，受到月球的遮擋，它無法直接與地球之間通信，因此需要鵲橋二號來轉發。嫦娥六號任務完成後，鵲橋二號將會擇機調整軌道，從而為嫦娥七號、嫦娥八號以及後續月球探測任務提供服務。此外，鵲橋二號還要接力鵲橋號，為在月球背面探測的嫦娥四號和玉兔二號提供中繼通信服務。
長征八號遙三運載火箭發射升空（王磊 攝）
2024年3月20日8時31分，探月工程四期鵲橋二號中繼星由長征八號遙三運載火箭在中國文昌航天發射場成功發射升空。鵲橋二號中繼星作為探月工程四期後續任務的“關鍵一環”，將架設地月新“鵲橋”，為嫦娥四號、嫦娥六號等任務提供地月間中繼通信。
2024年3月25日0時46分，鵲橋二號中繼星經過約112小時奔月飛行，在距月面約440公里處開始實施近月制動，約19分鐘後，順利進入環月軌道飛行。後續，鵲橋二號中繼星將通過調整環月軌道高度和傾角，進入24小時周期的環月大橢圓使命軌道，按計畫開展與嫦娥四號和嫦娥六號的對通測試。4月8日—9日，鵲橋二號中繼星與嫦娥六號探測器（地面狀態）開展對通測試。
飛行任務
任務特點
嫦娥六號任務與嫦娥五號任務雖然同為月球採樣返回任務，也存在著諸多不同：
一是嫦娥六號任務著陸區為月球背面南極-艾特肯盆地；
二是任務實施過程中引入了鵲橋二號中繼星的支持；
三是增加了國際合作內容。
任務載荷
根據2023年6月中國國家航天局與歐洲空間局、法國國家空間研究中心簽署的備忘錄，中國嫦娥六號任務上搭載歐方研製的月表負離子分析儀，進行月表原位反向散射和濺射負離子探測，開展行星科學的基礎問題研究；明確了將在嫦娥六號任務中搭載法方氡氣探測載荷，測量月球表面的氡氣及其衰變產物，最佳化月球氣體輸運模型，進一步完善月壤物理性質認知。
嫦娥六號任務還搭載義大利的雷射角反射鏡、巴基斯坦的立方星等4個國家的載荷和衛星項目。嫦娥六號搭載的25千克法國科研設備載荷，計畫在月球南極進行採樣返回，這將是法國首個登月航天項目，也是中法首次探月合作。
任務規劃
嫦娥六號計畫對月球背面樣品進行系統、長期的研究，分析月壤的結構、物理特性、物質組成，爭取獲得更新的月球科學數據。
嫦娥六號的第一個科學方針是展開著陸點區的描摹探測和地質布景勘測，獲得與月球樣品相關的現場闡發數據，創建現場探測數據與實行室闡發數據之間的聯繫。重要包含：著陸區的地形地貌探測：採樣點四周描摹與布局機關特性；撞擊坑的描摹、巨細與散布等。物資成份探測：採樣點的物資成份特性；月壤物理特徵與布局；月殼淺層的溫度梯度探測等。第二個科學方針是對返回高空的月球樣品進行體系、持久的實行室研究，闡發月壤與月岩的物理特徵與布局機關、礦物與化學構成、微量元素與同位素構成、月球岩石構成與演變進程的同位素春秋測定、宇宙輻射與太陽風離子與月球的互相感化、太空風化進程與環境演變進程等，深入月球成因和演變汗青的研究。
第二個科學目標是對返回地面的月球樣品進行系統、長期的實驗室研究，分析月壤與月岩的物理特性與結構構造、礦物與化學組成、微量元素與同位素組成、月球岩石形成與演化過程的同位素、宇宙輻射與太陽風離子與月球的相互作用、太空風化過程與環境演化過程等，深化月球成因和演化歷史的研究。
要實現月球採樣返回，需要突破很多技術，如樣品採集技術、月面上升起飛技術、月球軌道交會對接技術等，因為是高速返回，還需要突破再入技術等。採樣方面，不僅要採獲月球表面的月土，還要打孔，從2米底下的月球土層中取出不同深度的材料，拿回地球，因此嫦娥六號上還將攜帶鑽機。
運行動態
運抵文昌
2024年1月8日、9日，探月工程四期嫦娥六號任務探測器產品分別搭乘安-124和運-20飛機，抵達海南美蘭國際機場，隨後通過公路運輸方式運送至中國文昌航天發射場。後續按計畫進行發射前各項測試準備工作。
準備工作
2024年春節期間，嫦娥六號在中國文昌航天發射場進行相關測試，為實施發射作準備。嫦娥六號任務將突破月球逆行軌道設計與控制、月背智慧型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。發射場設施狀態良好，各項準備工作正按計畫有序進行，嫦娥六號計畫於2024上半年實施發射。
2024年3月15日，國家航天局發布訊息，執行探月工程四期嫦娥六號任務的長征五號遙八運載火箭安全運抵中國文昌航天發射場。
2024年4月27日，嫦娥六號探測器和長征五號遙八運載火箭被垂直轉運至發射區，計畫於5月初擇機發射，開展人類首次月背取樣。
2024年5月1日上午，嫦娥六號月球探測任務組織發射前系統間全區合練，文昌航天發射場、北京飛控中心、西安衛星測控中心、遠望號測量船隊以及任務各測控場站等實施聯調聯控，目前各系統已經做好發射前準備工作。5月1日，國家航天局發布訊息，經工程任務指揮部綜合研判決策，探月工程四期嫦娥六號任務計畫於2024年5月3日實施發射。
技術創新
攻克難題
嫦娥六號與嫦娥五號相同的探測任務主要面對取樣、上升、對接和高速再入等四個主要技術難題和系統設計面臨五大挑戰。
第一是“分離面多”。相較於神舟飛船和“嫦娥三號”均只有兩個部分需要分離，即兩個分離面，“嫦娥五號”有5個分離面，分別是軌道器和著陸器組合體、著陸器和上升器組合體、軌道器和返回器組合體、軌道器和支撐艙及軌道器與對接支架。這些分離面都必須“一次性成功”。
第二是“模式複雜”。探測器需要經歷多個飛行階段，還需要完成月面採樣、月面起飛上升、月球軌道交會對接和樣品轉移、地球大氣高速再入返回著陸等關鍵環節，並且設計約束多。其中，上升器與軌道器需要在距離地球38萬千米的月球軌道上完成對接，在這裡無法藉助衛星導航的幫助，需要依靠探測器自身實現交會對接。
第三是“細節嚴酷”。為獲取月壤樣品，“嫦娥五號”無人採樣器將通過採樣鑽頭深入月球內部和採樣機械臂月球表面採樣兩種方法，再把樣品轉移到上升器，由上升器與軌道器對接，最終把樣品轉移到返回器，整個環節必須分毫不差。
第四是“溫度控制”。月球表面白天溫度約零上180攝氏度，夜間零下150攝氏度，晝夜溫差約330攝氏度。另外上升器發動機點火瞬間達到上千攝氏度，如何避免燒毀上升器和著陸器，對研製團隊提出挑戰。
第五是“瘦身壓力”。運載火箭的運載能力對嫦娥五號探測器的重量有嚴格的約束，一方面要儘可能對分系統進行“瘦身”，另一方面，因為備份產品較少，必須確保質量可靠。
技術突破
嫦娥六號探測任務將突破月球逆行軌道設計與控制、月背智慧型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。
總體評價
截至2024年1月，人類共對月球進行了10次採樣返回，這10次採樣均位於月球的正面。科學家認為，月球背面整體上相對月球正面更為古老，具有重要科研價值，因此，嫦娥六號計畫對月球背面樣品進行系統、長期的研究，分析月壤的結構、物理特性、物質組成，爭取獲得更新的月球科學數據。嫦娥系列任務成功，會為人類揭開更多月球和宇宙的奧秘。（光明網 評）
2024年，中國發射嫦娥六號月球樣本返回任務。如果任務成功，將是人類首次從月球遠端採集樣本。（科普中國網 評）
嫦娥六號著陸器垂直著陸模擬圖
