嫦娥六號

嫦娥六號（英文：Chang'e-6125），是中國探月工程第六個探測器。

嫦娥六號探測器是作為嫦娥五號的備份一同研制，其系統(tǒng)構(gòu)成相同。43嫦娥六號總重8.2噸，由軌道器、返回器、著陸器、上升器四部分組成，在發(fā)射升空經(jīng)歷地月轉(zhuǎn)移、近月制動、環(huán)月飛行后，著陸器和上升器組合體與軌道器和返回器組合體分離，著陸器上升器組合體擇機實施月球背面預(yù)選區(qū)域軟著陸，開展月面自動采樣并由返回器攜帶月壤最終返回地球272830。嫦娥六號著陸區(qū)為月球背面南極-艾特肯盆地。進行形貌探測和地質(zhì)背景勘察等工作，去發(fā)現(xiàn)并采集不同地域、不同時期的月球樣品。為增進國際合作，嫦娥六號任務(wù)搭載了法國的氡氣探測儀、歐空局的負離子探測儀、意大利的激光角反射鏡、巴基斯坦的立方星等4個國家的載荷和衛(wèi)星項目。60111852495659311633

2024年5月3日，搭載嫦娥六號探測器的長征五號遙八運載火箭，在中國文昌航天發(fā)射場點火發(fā)射，進入地月轉(zhuǎn)移軌道64；6月2日，嫦娥六號探測器著上組合體成功著陸月背預(yù)選著陸區(qū)8183；6月4日，嫦娥六號上升器攜帶月球樣品自月球背面起飛9596；6月25日，嫦娥六號返回器準(zhǔn)確著陸于內(nèi)蒙古四子王旗預(yù)定區(qū)域；經(jīng)初步測算，嫦娥六號任務(wù)采集月球背面樣品為1935.3克。107108

2024年10月15日，嫦娥六號從月球背面帶回了1935.3克的背面樣品已完成初步整理、探測；11月15日，中國科學(xué)家采用嫦娥六號采回的月球背面樣品做出的首批兩項獨立研究成果，同時刊登在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》與《科學(xué)》雜志。137

嫦娥六號探測器成功登陸月球具有重大意義。138

研制歷程

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(xué)價值。為了去月球采集月壤，世界主要航天國家都抓緊相關(guān)研制工作。

1970年9月，蘇聯(lián)月球16號探測器從月球取回了一塊101克的樣本，月球20號探測器和月球24號探測器則分別采集到了55克與170克樣品。

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(wù)，除了阿波羅13號因發(fā)生故障中途返回，其余6艘飛船皆完成登月，成功將12名航天員送上月球，共帶回月壤和月巖樣品約382千克。

• 中國探月工程

從1999年開始，中國國防科工委組織有關(guān)部門系統(tǒng)地論證了月球探測的科學(xué)目標(biāo)，2000年，中國科學(xué)院通過了對科學(xué)目標(biāo)的評審，并據(jù)此科學(xué)目標(biāo)開始研制有效載荷。從2002年起，國防科工委組織科學(xué)家和工程技術(shù)人員研究月球探測工程的技術(shù)方案。經(jīng)過兩年多的努力，深化了科學(xué)目標(biāo)及其實施途徑，落實了探月工程的技術(shù)方案，建立了全國大協(xié)作的工程體系，提出了立足中國現(xiàn)有能力的繞月探測工程方案。

2004年1月，國務(wù)院批準(zhǔn)繞月探測工程立項，命名為嫦娥工程。2006年2月，國務(wù)院頒布《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)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(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020）》明確的國家科技重大專項標(biāo)志性工程，自2004年1月立項并正式啟動以來，已連續(xù)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(wù)。

研制單位

此次嫦娥六號任務(wù)中，工程總體由國家航天局探月與航天工程中心承擔(dān)；探測器、運載火箭分別由中國航天科技集團有限公司空間技術(shù)研究院、運載火箭技術(shù)研究院抓總研制；發(fā)射測控與回收工作，由中國文昌航天發(fā)射場、北京航天飛行控制中心、西安衛(wèi)星測控中心、遠望號測量船、酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心等單位協(xié)同完成；地面應(yīng)用系統(tǒng)由中國科學(xué)院為主承擔(dān)。

前期工作

• 預(yù)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(fā)展，中國正式啟動了探月三期工程的方案論證和預(yù)先研究。

2011年，探月三期工程正式立項，任務(wù)目標(biāo)是實現(xiàn)月面無人采樣返回。該工程規(guī)劃了2次正式任務(wù)和1次飛行試驗任務(wù)，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(guī)劃為中國首個實施月面取樣返回的航天器。

• 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(fā)射升空，準(zhǔn)確進入地月轉(zhuǎn)移軌道。同年11月1日，服務(wù)艙與返回器分離，隨后返回器順利著陸，試驗任務(wù)取得圓滿成功。服務(wù)艙拉升軌道，繼續(xù)開展拓展試驗，先后完成了遠地點54萬千米近地點600千米大橢圓軌道拓展試驗和環(huán)繞地月L2點探測、返回月球、嫦娥五號調(diào)相機動模擬試驗等任務(wù)。

2015年2月，國防科技工業(yè)局宣布，探月工程三期再入返回飛行器服務(wù)艙為嫦娥五號任務(wù)開展在軌驗證，已完成調(diào)相試驗，模擬嫦娥五號著陸器月面采樣期間，軌道器的飛行控制過程，驗證軌道設(shè)計、飛控時序、軌道精度等相關(guān)技術(shù)項目，為月球軌道交會對接創(chuàng)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(tǒng)正樣熱試車取得成功，這標(biāo)志著嫦娥五號著陸器推進子系統(tǒng)熱試車收官。這也是嫦娥五號研制進程中非常關(guān)鍵的一步。

“嫦五”成功

嫦娥五號（Chang'e-5）探測器于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天的飛行之后，嫦娥五號從月球帶回了1731克月球樣品，實現(xiàn)了中國首次月球無人采樣返回，標(biāo)志著中國探月工程三期“繞、落、回”收官。

研制進程

• 工程獲批

2018年10月1日，中國工業(yè)和信息化部宣布，中國愿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伙伴提供10千克的載荷。

2021年12月，中國探月工程四期獲批實施，由嫦娥四號、嫦娥六號、嫦娥七號和嫦娥八號4次任務(wù)組成。

2022年4月24日，國家航天局表示，中國航天將堅持面向世界航天發(fā)展前沿、面向國家航天重大戰(zhàn)略需求，陸續(xù)發(fā)射嫦娥六號、嫦娥七號、嫦娥八號探測器，開展任務(wù)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和國際月球科研站建設(shè)。

• 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(wù)。其中，嫦娥四號任務(wù)已實施，于2019年實現(xiàn)了人類航天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(fā)布的消息，嫦娥六號也是一次月面采樣返回任務(wù)，其工程目標(biāo)和科學(xué)目標(biāo)將被進一步優(yōu)化論證。

2022年1月28日發(fā)表的《2021中國的航天》白皮書明確：中國將繼續(xù)實施月球探測工程，發(fā)射“嫦娥六號”探測器、完成月球極區(qū)采樣返回；啟動月球探測工程“嫦娥六號”任務(wù)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介紹，未來十年，中國將陸續(xù)實施探月工程四期嫦娥六號、嫦娥七號和嫦娥八號任務(wù)，其中，嫦娥六號是嫦娥五號的備份，具備采樣返回的功能，將前往月球背面執(zhí)行任務(wù)。5

2022年11月，據(jù)介紹嫦娥六號計劃從月球背面采集更多樣品，爭取實現(xiàn)2000克的目標(biāo)。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(wù)將按計劃陸續(xù)實施。中國計劃于2024年在文昌航天發(fā)射場發(fā)射嫦娥六號，實施月背采樣返回任務(wù)。11

2022年11月24日，據(jù)介紹嫦娥六號任務(wù)計劃于2024年在文昌發(fā)射，已確定了氡氣探測儀等4臺國際荷載。6根據(jù)會上國家航天局探月與航天工程中心發(fā)布的《嫦娥六號國際載荷的征集結(jié)果》，2019年4月18日，國家航天局對外發(fā)布了《嫦娥六號任務(wù)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(wù)的安全可靠為原則，對國際載荷的工程實施效果、科學(xué)目標(biāo)實現(xiàn)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激光角反射器4臺國際載荷。4臺國際載荷的技術(shù)狀態(tài)已基本確定，在技術(shù)層面具備了搭載可行性。7

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采集更多樣品，爭取實現(xiàn)2000克的目標(biāo)。8

2023年4月24日，2023“中國航天日”主場活動啟動儀式上，鵲橋二號中繼星計劃于2024年發(fā)射，作為探月四期公共中繼星平臺，將為嫦娥六號任務(wù)提供中繼通信服務(wù)。

• 國際合作

2023年6月8日，中國國家航天局局長張克儉在巴黎會見歐洲空間局局長阿蘇巴赫、法國國家空間研究中心主席巴蒂斯特，簽署了《中國國家航天局與歐洲空間局關(guān)于在嫦娥六號月球探測任務(wù)上搭載月表負離子分析儀的諒解備忘錄》《中國國家航天局與法國國家空間研究中心關(guān)于在嫦娥六號月球采樣任務(wù)中開展科學(xué)合作的諒解備忘錄》。此外，中方向法方頒發(fā)了月球科研樣品饋贈證書。

嫦娥六號探測器作為嫦娥五號的備份，已于2017年完成主要產(chǎn)品的研制。按照“適應(yīng)性改進、技術(shù)上有進步、工程上可實現(xiàn)、經(jīng)費上可接受”的原則推進。

2023年9月29日，國家航天局發(fā)布消息，探月工程嫦娥六號任務(wù)正按計劃開展研制工作，計劃于2024年前后實施發(fā)射。根據(jù)安排，嫦娥六號任務(wù)將開展月球背面采樣返回。13

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(fā)射場完成技術(shù)區(qū)相關(guān)工作后，器箭組合體垂直轉(zhuǎn)運至發(fā)射區(qū)，計劃5月初擇機實施發(fā)射。

2024年5月3日17時27分，搭載嫦娥六號探測器的長征五號遙八運載火箭，在中國文昌航天發(fā)射場點火發(fā)射，準(zhǔn)確進入地月轉(zhuǎn)移軌道，發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功，嫦娥六號探測器開啟世界首次月球背面采樣返回之旅，預(yù)選著陸和采樣區(qū)為月球背面南極-艾特肯盆地。65

2024年5月3日，嫦娥六號任務(wù)國際載荷研討會在海口舉辦。來自巴基斯坦、法國、意大利等12個國家的航天機構(gòu)、駐華使館以及聯(lián)合國、歐空局等國際組織代表約50人，齊聚海南共商合作。

2024年5月10日，中國國家航天局在京舉辦嫦娥六號任務(wù)巴基斯坦立方星數(shù)據(jù)交接儀式。儀式上，嫦娥六號任務(wù)巴基斯坦立方星拍攝的首幅影像揭幕。

2024年6月2日6時23分，嫦娥六號成功著陸在月球背面南極-艾特肯盆地預(yù)選著陸區(qū)，開啟人類探測器首次在月球背面實施的樣品采集任務(wù)。7980

2024年6月28日，國家航天局在京舉行探月工程嫦娥六號任務(wù)月球樣品交接儀式。經(jīng)初步測算，嫦娥六號任務(wù)采集月球背面樣品1935.3克。在樣品安全運輸至月球樣品實驗室后，地面應(yīng)用系統(tǒng)的科研人員將按計劃開展月球樣品的存儲和處理，啟動科研工作。這標(biāo)志著嫦娥六號任務(wù)由工程實施階段正式轉(zhuǎn)入科學(xué)研究新階段120。

2024年10月15日，國新辦舉行新聞發(fā)布會，國家航天局系統(tǒng)工程司司長楊小宇在會上表示，6月25日，嫦娥六號從月球背面帶回了1935.3克的背面樣品，這也是人類首次從月球背面帶回的月球樣品?？茖W(xué)家正在對這些月球樣品進行整理，初步的物理、化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)的探測已經(jīng)完成。

2024年11月15日，中國科學(xué)家采用嫦娥六號采回的月球背面樣品做出的首批兩項獨立研究成果，同時刊登在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》與《科學(xué)》雜志。兩項研究首次揭示月球背面約28億年前仍存在年輕的巖漿活動，這一年齡填補了月球玄武巖樣品在該時期的記錄空白。137

中國科學(xué)家通過分析嫦娥六號月球樣品，獲得人類首份月背古磁場信息，填補了月球磁場中晚期演化的數(shù)據(jù)空白，為研究月球磁場演化、探秘“月球磁場發(fā)電機”提供重要依據(jù)。此項成果于北京時間2024年12月20日在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》在線發(fā)表。

系統(tǒng)組成

“嫦六”系統(tǒng)

嫦娥六號探測器作為嫦娥五號的備份一同研制，系統(tǒng)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，后續(xù)在經(jīng)歷地月轉(zhuǎn)移、近月制動、環(huán)月飛行后，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背面預(yù)選區(qū)域軟著陸，按計劃開展月面自動采樣等后續(xù)工作。

火箭系統(tǒng)

嫦娥六號探測器的發(fā)射任務(wù)由長征五號運載火箭承擔(dān)。

長征五號運載火箭是21世紀(jì)10年代中國航天科技集團公司所屬中國運載火箭技術(shù)研究院抓總研制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(gòu)型火箭，其芯級直徑為5米，采用液氫液氧發(fā)動機;助推器直徑3.35米，采用液氧煤油發(fā)動機?；鸺L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(zhuǎn)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，完全采用無毒無污染推進劑，是中國研制規(guī)模和技術(shù)跨度最大的航天運輸系統(tǒng)工程。主要用于發(fā)射空間站、探月三期、下一代地球靜止軌道衛(wèi)星等任務(wù)。2016年11月3日，長征五號火箭首飛取得圓滿成功。

中繼衛(wèi)星

鑒于嫦娥四號中繼星的設(shè)計壽命即將到期，所以在嫦娥六號任務(wù)之前，中國計劃再發(fā)射一顆鵲橋二號中繼通訊衛(wèi)星，作為探月四期的公共中繼星平臺，為嫦娥六號、七號、八號提供服務(wù)。

鵲橋二號作為一顆中繼通信衛(wèi)星，主要用于轉(zhuǎn)發(fā)月面航天器與地球之間的通信，其首次任務(wù)將為嫦娥六號服務(wù)。嫦娥六號計劃2024年前后發(fā)射，著陸點位于月球的背面，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(zhuǎn)發(fā)。嫦娥六號任務(wù)完成后，鵲橋二號將會擇機調(diào)整軌道，從而為嫦娥七號、嫦娥八號以及后續(xù)月球探測任務(wù)提供服務(wù)。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(wù)。

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(fā)射場成功發(fā)射升空。鵲橋二號中繼星作為探月工程四期后續(xù)任務(wù)的“關(guān)鍵一環(huán)”，將架設(shè)地月新“鵲橋”，為嫦娥四號、嫦娥六號等任務(wù)提供地月間中繼通信。53

2024年3月25日0時46分，鵲橋二號中繼星經(jīng)過約112小時奔月飛行，在距月面約440千米處開始實施近月制動，約19分鐘后，順利進入環(huán)月軌道飛行。后續(xù)，鵲橋二號中繼星將通過調(diào)整環(huán)月軌道高度和傾角，進入24小時周期的環(huán)月大橢圓使命軌道，按計劃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(tài)）開展對通測試。55

載荷衛(wèi)星

2024年5月8日16時14分36秒，上海交通大學(xué)航空航天