嫦娥六号(英文:Chang'e-6125),是中国探月工程第六个探测器。

嫦娥六号探测器是作为嫦娥五号的备份一同研制,其系统构成相同。43嫦娥六号总重8.2吨,由轨道器、返回器、着陆器、上升器四部分组成,在发射升空经历地月转移、近月制动、环月飞行后,着陆器和上升器组合体与轨道器和返回器组合体分离,着陆器上升器组合体择机实施月球背面预选区域软着陆,开展月面自动采样并由返回器携带月壤最终返回地球272830。嫦娥六号着陆区为月球背面南极-艾特肯盆地。进行形貌探测和地质背景勘察等工作,去发现并采集不同地域、不同时期的月球样品。为增进国际合作,嫦娥六号任务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。60111852495659311633

2024年5月3日,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,进入地月转移轨道64;6月2日,嫦娥六号探测器着上组合体成功着陆月背预选着陆区8183;6月4日,嫦娥六号上升器携带月球样品自月球背面起飞9596;6月25日,嫦娥六号返回器准确着陆于内蒙古四子王旗预定区域;经初步测算,嫦娥六号任务采集月球背面样品为1935.3克。107108

2024年10月15日,嫦娥六号从月球背面带回了1935.3克的背面样品已完成初步整理、探测;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。137

嫦娥六号探测器成功登陆月球具有重大意义。138

研制历程

历史背景

  • 国际背景

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号到阿波罗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,共带回月壤和月岩样品约382千克。

  • 中国探月工程

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、嫦娥四号和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

  • 预研立项

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。

  • 再入返回试验

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。

  • 着陆器推进试车

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

  • 工程获批

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。

  • 探月四期

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。5

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。11

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。6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。7

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。8

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。

  • 国际合作

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。13

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。65

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。7980

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120。

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。137

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和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。53

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。55

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

来源: 百度百科

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