航天科技集团全力以赴完成世界首次月背采样返回任务综述

6月25日，天清气朗。茫茫戈壁，一朵红白相间的伞花从天而降，嫦娥六号返回器如期降落在内蒙古四子王旗，为人类带回第一份来自月球背面的“礼物”。这份珍贵“礼物”是我国从月球背面南极-艾特肯盆地采集而来的月壤，填补了人类获取月球背面样品的空白，将为人类探索月球作出新贡献。

嫦娥六号任务圆满成功之际，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。习近平在贺电中指出，嫦娥六号在人类历史上首次实现月球背面采样返回，是我国建设航天强国、科技强国取得的又一标志性成果。

今年，探月工程四期月背采样返回任务的大幕在海南文昌开启。3月20日，鹊桥二号中继星乘坐长征八号运载火箭升空，作为探月四期后续工程的“关键一环”，为不久后升空的嫦娥六号探测器提供地月通信支持；5月3日，长征五号运载火箭托举嫦娥六号探测器奔向月球，目标是将月球背部的样品带回地球。

我国探月工程嫦娥系列探测器、中继星及其发射使用的长征系列运载火箭均由中国航天科技集团有限公司研制。集团公司党组坚定航天报国志向，坚定航天强国信念，把探月工程四期任务视为全年宇航任务的重中之重，全力以赴完成任务目标。

从月球正面到月球背面，从巡视探测到采样返回，从航天器探月到载人登月，中华民族正一步一步实现“敢上九天揽月”的梦想，习近平总书记的殷殷嘱托必将勉励中国航天人在探索浩瀚宇宙的征程中再立新功。

月背一抔土 探月一大步

53天，11个飞行阶段，嫦娥六号探测器飞抵38万公里外的月球，着陆在月球背面的南极-艾特肯盆地区域，顺利采集月壤并将其送回地球，完成了人类航天器的首次月背采样返回之旅，这也标志着中国航天在“一步一个脚印开启星际探测新征程”的奋斗中揭开了新的一页。

就在习近平总书记给空间站建造青年团队回信勉励新时代航天人“为我国航天科技实现高水平自立自强再立新功”2周年之际，5月3日17时27分，长征五号运载火箭在中国文昌航天发射场冒雨出征，准确把嫦娥六号探测器送入地月转移轨道。

嫦娥六号探测器是我国迄今最重的深空探测航天器，主要由轨道器、着陆器、返回器、上升器4个部分组成。其主要科学目标是开展月球背面着陆区的现场调查和分析，并对月球背面样品开展分析与研究。

航天科技集团嫦娥六号探测器研制人员介绍，此次任务可以形象地描述为“去、下、上、回、入”。轨道器主要负责“去和回”，飞到月球背面去和返回地球；着陆器主要负责“下”，落到月球背面上并进行样品采集；上升器主要负责“上”，携带采集的样品从月球背面飞起来；返回器主要负责“入”，携带月壤再入返回地球。

经过20多天的飞行，嫦娥六号在6月2日至3日围绕月背采样开展了一系列关键动作。在地面试验室和飞控大厅，嫦娥六号研制团队通宵达旦、聚精会神地工作，只为确保“六姑娘”的每一项操作都在掌握中。

6月2日清晨，嫦娥六号完成继嫦娥四号之后的世界第2次月背降落；6月2日中午，完成世界首次月球背面样品钻取；6月3日清晨，完成世界首次月球背面样品表取及样品封装；6月4日清晨，完成世界首次航天器在月球背面起飞。

月球由于被地球潮汐锁定，其自转周期和公转周期相同，所以永远只有一面朝向地球。为了解决月背通信问题，今年3月鹊桥二号中继星成功发射，成为月背采样返回和南极探测任务中探测器与地球通信的唯一通道。

在采样过程中，即使有中继星加持，当中继星飞行至月球正面时，嫦娥六号着陆器与上升器组合体还是会有几个小时处于失联状态。为此，研制团队通过提高嫦娥六号探测器的自主控制能力，进行了智能采样设计，省去了几百条上行指令，大大提高月面工作效率。

要顺利取得宝贵的月壤，离不开一系列关键核心技术的支撑。在嫦娥五号任务的基础上，研制团队精心设计了钻取和表取结合的“挖土”模式，并且为嫦娥六号探测器装备了钻取采样装置、表取采样装置、表取初级封装装置和密封封装装置等“挖土神器”，让高难度的月背“挖土”更稳妥顺畅。

“我看‘中’！”微博账号“嫦娥六号月球探测器”发布微博，引来全民热议。嫦娥六号在完成月背南极-艾特肯盆地的智能快速采样后，将月球背面样品封装存放在上升器携带的贮存装置中，经过表取的月球表面呈现一个“中”字。同时，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。

“这个‘中’字，并不是设计的，是表取采样完成后，恰好出现了这么一个图案。”研制团队成员说，看上去，嫦娥六号任务过程与嫦娥五号有相似之处，但实际上有很多不同，研制团队花了很多精力，做了大量改进，可以实现精细控制，最终做到“指哪儿挖哪儿、让挖多深挖多深”。

“月球上环境很特殊，没有大气，这里又是几十亿年前形成的地貌。我们的这个印记，可能会留在这里很久很久。”研制队员们感慨。

习近平总书记指出，外层空间是人类共同的财富，探索、开发、和平利用外层空间是人类共同的追求。嫦娥六号飞抵环月轨道后，搭载的巴基斯坦立方星与轨道器在远月点附近分离，随后成功拍摄第一幅影像。在嫦娥六号成功落月几小时后，欧空局月表负离子分析仪、法国月球氡气探测仪两台载荷已经开机工作，意大利激光角反射器也完成部署。嫦娥六号任务既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。

正如我国外交部发言人所言：了解和探索宇宙是全人类的共同梦想，和平利用外空将促进全人类的共同福祉。我们愿在平等互利、和平利用、包容发展的基础上，深入开展航天国际交流合作，同各国分享发展成果，共同探寻宇宙的奥秘。

鹊桥二号本领强 月背通信有保障

由于月球始终有一面背对地球，着陆在月球背面的探测器受到月球自身的遮挡，无法直接实现与地球的测控通信和数据传输，探月工程四期的任务开展、着陆探测以及采样地点主要位于月球南极和月球背面地区，因此需要功能更广、性能更强的中继卫星，架起地月通信的“桥梁”，解决月背探测的通信和数传问题。

作为探月四期工程的“总开关”，3月20日，鹊桥二号中继星在文昌航天发射场成功发射，随后抵达环月冻结轨道。它来接替鹊桥中继星支持嫦娥四号任务，并为嫦娥六号、七号、八号提供任务支撑，共计为10余个探测器提供中继通信服务。

为了确保月背通信“不掉线”，并保证后续深空探测任务的顺利开展，鹊桥二号研制团队充分借鉴此前研制发射鹊桥中继星的经验，坚持高水平科技自立自强，抓总研制了水平更高、服务更优、性能更强大的鹊桥二号中继星。

嫦娥六号月背采样期间，鹊桥二号中继星运行在24小时周期的环月大椭圆冻结轨道上，近月点距离月球北极约几百公里，远月点在月球南极上空约1.6万公里，非常适合为嫦娥六号任务提供服务。在这条轨道上，鹊桥二号每天可以为嫦娥六号提供超过18小时的中继通信覆盖时间。

在环月冻结轨道上，鹊桥二号中继星不仅能提高通信速率，大幅提高对月球南极区域的通信覆盖能力，还可以节省燃料，保证在该轨道上长期驻留。

在本次任务中，鹊桥二号中继星实现了把同时接收探测器的数据传输通道从鹊桥中继星的2路提高到了10路，在大幅增加传输通道的基础上大幅提升了通信速率，前向链路（从中继星到月面探测器）和返向链路（从月面探测器到中继星）的最高码速率均比鹊桥中继星提高了近10倍。为了满足科学载荷的大数据量传输需求，研制团队将鹊桥二号中继星对地数据传输链路的最高码速率提高了近百倍，实现通信速率“快到飞起”。

针对用于接收月面探测器数据的返向中继链路，研制人员还为鹊桥二号设计了多种码速率，并能够根据需要切换。为了支持后续月球探测任务，鹊桥二号还具有很强的灵活性和任务扩展能力，星上用于中继通信的软件大部分都可以在轨升级，能够灵活适应后续新的任务需求，是名副其实的“服务之星”。

“长征家族”接力飞天 探月工程连战连捷

3月20日，长征八号运载火箭成功发射鹊桥二号中继星，探月工程再启新征程。

5月3日，长征五号运载火箭成功发射嫦娥六号探测器，世界首次月背采样返回任务正式拉开序幕。

运载火箭作为进入太空的运载工具，是一切太空活动的前提和基础，也决定了中国太空探索事业的高度和空间。长征系列运载火箭接力奔跑，托举中华民族的探月梦想。

长征八号运载火箭首次执行探月轨道发射任务，火箭采用芯级捆绑两枚液体助推器的两级半构型，全箭总长50.3米。火箭飞行24分钟后，星箭分离，将鹊桥二号中继星直接送入近地点高度200公里、远地点高度42万公里的预定地月转移轨道。

为了发射鹊桥二号中继星，长征八号运载火箭研制团队根据多窗口多弹道、低空高速飞行剖面等任务需求，对火箭进行了设计改进和优化，扩展了任务适应性，提高了可靠性。不仅如此，长征八号运载火箭还充分利用运力，搭载发射了天都一号、天都二号通导技术试验星。

继2020年11月24日护送嫦娥五号探测器奔月后，长征五号系列运载火箭时隔3年多再次执行深空探测任务。长征五号火箭研制团队针对箭上关键单机开展了大量可靠性增长工作，火箭可靠性显著提升。同时，发射场流程持续优化，由发射嫦娥五号探测器时的近60天缩减到43天。

由于地月相对位置不断变化，一旦在发射窗口内不能实施发射，嫦娥六号奔月就会受到影响。为了确保火箭准时发射，长征五号火箭研制团队应用“窄窗口多轨道”发射技术，为火箭在连续两天、每天50分钟的窗口内设计了10条奔月轨道，提高发射概率和发射可靠性。

嫦娥六号探测器是嫦娥五号探测器的“姊妹”，但它比“姐姐”重了100公斤。嫦娥六号探测器需要进入近地点200公里、远地点约38万公里的地月转移轨道，这对火箭的运载能力提出了很高要求。长征五号火箭研制团队对箭上产品进行了多项设计优化和工艺改进，成功帮助火箭“瘦身”，将长五火箭地月转移轨道运载能力提升100公斤，满足了“乘客”要求。

自2007年起，长征三号甲系列、长征四号丙、长征五号、长征八号等6型运载火箭完成了探月工程迄今全部发射。17年间，九战全胜，为探月工程架起天梯，托举中国人的探月梦想走得更远。后续，长征八号系列运载火箭、长征五号系列运载火箭还将承担一系列宇航任务，进入高密度发射阶段。

探月工程四期由嫦娥四号、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。

追逐梦想、勇于探索、协同攻坚、合作共赢，是探月精神的主要内涵，也是航天科技集团探月工程奋斗者们的生动写照。航天科技集团将牢记习近平总书记殷切嘱托，大力弘扬探月精神，勇敢追逐梦想，勇于创新突破，勇攀科技高峰，敞开怀抱开展合作，向着深空探测科技前沿实干担当、勇毅前行，续写中华民族“嫦娥奔月”的传奇故事。

（胡蓝月）