嫦娥六号在人类历史上首次实现月球背面采样返回
揽月归来
中央纪委国家监委网站 柴雅欣
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。 新华社记者 贝赫 摄
图为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。 新华社记者 金良快 摄
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。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。
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、月背智能快速采样和月背起飞上升等关键技术，首次获取月背的月球样品，并搭载4台国际载荷，开展了务实高效的国际合作。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。
提前集结、观云测雨、测控“指路”，为“嫦娥”回家一路护航
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。往后的53天里，人们为每一个关键节点而屏息凝神，也为传回的每一条捷报而欣喜雀跃。
翩然一落扣人心弦。主动减速、快速调整、迅速接近、精准选点、稳步着陆……6月2日6时23分，嫦娥六号着陆器和上升器组合体在鹊桥二号中继星支持下，成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地预选着陆区。
月背“挖土”举世瞩目。6月2日至3日，嫦娥六号顺利完成在月球背面南极-艾特肯盆地的智能快速采样，并按预定形式将珍贵的月球背面样品封装存放在上升器携带的贮存装置中。
月面起飞万无一失。6月4日，携带月球样品的嫦娥六号上升器自月球背面起飞，随后成功进入预定环月轨道。嫦娥六号完成世界首次月球背面采样和起飞。
旗开月背载入史册。表取采样完成后，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。
“太空之吻”惊险浪漫。6月6日，嫦娥六号上升器成功与轨道器和返回器组合体完成月球轨道的交会对接，随后将月球样品容器安全转移至返回器中。这是我国航天器继嫦娥五号之后，第二次实现月球轨道交会对接。
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环环相扣、步步关键。再入回收阶段是嫦娥六号任务的最后一个环节，酒泉卫星发射中心航天搜救队提前集结队员装备，开展嫦娥六号探测器搜索回收的各项准备工作。
“相较于嫦娥五号任务，我们的设备性能有了大幅提升，地面分队综合通信车、指挥调度车全面升级，空中分队超短波电台抗干扰能力和吊舱捕获能力也更加突出，加上快速便携站的开通，让现场图像、话音的传输更加高效，助力我们完成好此次任务。”酒泉卫星发射中心航天搜救队刘泽龙说。
观云测雨。内蒙古四子王旗阿木古郎草原是嫦娥六号返回器的主着陆场，6月当地天气瞬息万变，气候情况异常复杂。为了迎接嫦娥六号返回器着陆，酒泉卫星发射中心气象分队提前一个月进驻四子王旗着陆场，整理汇总了近十年700多万条气象数据，并重点利用转场雷达对可能出现的强对流天气进行气候背景分析等，为任务提供气象保障。
测控“指路”。嫦娥六号在返回地球途中，由西安卫星测控中心佳木斯深空站、喀什深空站、青岛测控站等站点组成的深空测控网持续接收、记录探测器遥测及数传数据、实施上行遥控、轨道测算以及干涉测量原始数据的采集记录与传输等，为“嫦娥”回家一路护航。
两次进入大气层实施两次气动减速，两次绽放“红白伞花”护佑返回器稳稳降落
在距南大西洋海平面高约5000公里处，嫦娥六号轨道器与返回器正常解锁分离，轨道器按计划完成轨道规避机动。嫦娥六号返回器在距地面高度约120公里处，以接近第二宇宙速度（约为11.2千米/秒）高速在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。
两次进入大气层如同在太空中“打水漂”，标准术语为“半弹道跳跃式返回”。返回器在第一次以近第二宇宙速度进入大气层后，要经历从一步步靠近地球再到一点点远离地球并冲出大气层的过程，就像打了一个水漂。这样的设计，就是要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，以使其再次冲出大气层时速度降到第一宇宙速度之下，不再具备环绕地球飞行的条件而第二次进入大气层。
“‘太空水漂’采用的核心技术是月球采样返回任务的关键技术。”据研制人员介绍，此前嫦娥五号任务采用的也是同一项技术，嫦娥六号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。
若将嫦娥六号的地月之旅比作一场接力赛，那着陆回收便是冲刺一棒。“嫦娥六号回收分系统的工作，主要是通过展开一系列气动减速装置，让返回器以安全的速度着陆，并使地面人员成功回收。”中国航天科技集团刘大海说。
再入大气层后，嫦娥六号如何逐步降速、稳稳一落？在降至距地面约20公里高度时，返回器转入开伞姿态。约10公里高度时，返回器打开降落伞，完成最后减速并保持姿态稳定，随后准确在预定区域平稳着陆。负责搜索回收任务的发射场与回收系统技术人员，根据北京中心通报的落点位置信息，规划行动路径，开展返回器搜索，及时发现目标，确认返回器状态正常，有序开展回收工作。
据了解，降落伞以两级减速的方式，绽放两次“红白伞花”，护佑返回器稳稳降落。其中，第一级降落伞是一朵只有2平米的“小花”，即减速伞，负责对返回器进行初级减速，并在踩完“刹车”后分离拉出主伞。第二级降落伞是一朵约50平米的“大花”，即主伞，负责把返回器速度由300公里每小时降低到不超过50公里每小时，最终将月球“土特产”安全送达地面。
“嫦娥六号回收分系统继承了一部分神舟飞船回收分系统的设计，但是嫦娥六号属于深空探测器，对轻量化的要求高，重量、体积都比神舟飞船小，返回器质量特性、外形也有变化，因此降落伞设计、开伞方式等也有不同。我们通过柔性多级连接等方式，解决了在轻量化设计前提下开伞过程的稳定性等问题。”刘大海说。
返回器被灼烧后的乌黑外壳令人印象深刻。嫦娥六号返回器虽然个头小，但是由于再入速度快，高温烧灼不可避免。为保证嫦娥六号返回器既防热又能抗烧蚀，研制人员充分借鉴了嫦娥五号返回任务的宝贵经验，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”，为其安全顺利返回地球家园提供保障。
返回器的金属壳体是目前航天器研制体系中难度最高的一类。据负责嫦娥六号返回器零组件的研制人员回忆，“从工艺设计、数控编程到数控加工，无一不感叹其结构之复杂、难度之高”。为此，研制人员从工艺仿真、工装设计和工艺流程等全研制流程进行了迭代细化和优化，保证了舱体零件高精度研制和舱体焊前低应力装配，最终确保返回器的各项尺寸精度指标达到设计要求，圆满完成返回任务。
月球是人类开展地外空间探索的理想基地，我国探月的脚步将迈得更远
按计划，回收后的嫦娥六号返回器在完成必要的地面处理工作后，将空运至北京开舱，取出样品容器及搭载物。国家航天局将择机举行交接仪式，正式向地面应用系统移交月球样品，后续开展样品储存、分析和研究相关工作。
对探月工程技术人员来说，嫦娥六号回家意味着任务凯旋；而对地面应用系统的科学家来说，月球背面样品的分析与研究工作即将开始。此前，人类月球样品采集任务都集中在月球正面。嫦娥六号首次获取月球背面样品，再一次填补了月球样品的空白，对丰富人类月球起源和演化认知、更好地了解地球具有重要的科学价值。
“目前在月球采集到的所有样品对月表的覆盖是不超过8%，如果想更深入研究月球演化，样品覆盖比例越高越好。”中国科学院地质与地球物理研究所研究员贺怀宇说，月球背面样品岩石的类型，将影响到科研人员对于月球演化模型的推测，有可能得到重大突破。
月背样品令人期待，而嫦娥五号带回的月壤样品研究已有硕果。2020年12月17日，嫦娥五号从月球带回1731克月壤样品，这是人类首次获得的月表年轻火山岩区样品，也是中国科学家第一次拥有属于自己的地外天体返回样品。3年多来，国家航天局已向国内131个研究团队发放7批次共85.48克科研样品，第一批国际申请已完成专家评审。目前共产出105篇科技论文，尤其发现了月球第六种新矿物“嫦娥石”，通过样品的地质定年将月球火山活动结束时间推迟了约8亿年，创新发现太阳风成因机制等科学成果。
2004年1月23日，中国探月工程正式立项，并被命名为“嫦娥工程”。跨越二十载，中国探月人弘扬探月精神，勇攀科技高峰，取得了举世瞩目的重大成就，走出一条高质量、高效益的月球探测之路。如今，探月工程“绕、落、回”三步走战略目标已顺利完成，探月工程四期持续推进。展望未来，我国将陆续实施嫦娥七号、嫦娥八号任务，并构建国际月球科研站基本型，开展月球环境探测和资源利用试验验证；2030年前，我国还计划实现载人登月。
揽月而归，逐梦而行。从“嫦娥”奔月到“玉兔”漫步，从绘制高清全月图到月背携宝归来，每一次奔赴星河，都是对未知的勇敢挑战；每一次探月归来，都澎湃着国人仰观宇宙的壮志豪情。月球是人类开展地外空间探索的理想基地，我国探月的脚步也将迈得更远。