月背“挖土”成功！嫦娥六号完成采样启程回家｜科技圆桌派
封面新闻记者边雪
在人类目之未及的月背南极，有一座被公认为月球上最大、最古老、最深的艾特肯盆地。该盆地直径约2500公里，堪比昆仑山脉的长度，深度约13公里，比马里亚纳海沟更深，而这里，也是嫦娥六号奔月出差“挖土”的地方。
封面新闻记者从国家航天局获悉，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。
采样和封装过程中，科研人员在地面实验室，根据鹊桥二号中继星传回的探测器数据，对采样区的地理模型进行仿真并模拟采样，为采样决策和各环节操作提供重要支持。
6月4日7时38分，嫦娥六号上升器携带月球样品自月球背面起飞，3000N发动机工作约6分钟后，成功将上升器送入预定环月轨道。
嫦娥六号是如何“挖土”的？
从挖到取再封装，连贯动作的背后，离不开快速智能采样技术。
智能采样是嫦娥六号任务的核心关键环节之一，探测器经受住了月背高温考验，通过钻具钻取和机械臂表取两种方式，分别采集了月球样品，实现了多点、多样化自动采样。
嫦娥六号着陆器配置的降落相机、全景相机、月壤结构探测仪、月球矿物光谱分析仪等多种有效载荷正常开机，按计划开展了科学探测，在月表形貌及矿物组分探测与研究、月球浅层结构探测等科学探测任务中发挥重要作用。探测器钻取采样前，月壤结构探测仪对采样区地下月壤结构进行了分析判断，为采样提供了数据参考。
据悉，嫦娥六号着陆器携带的欧空局月表负离子分析仪、法国月球氡气探测仪等国际载荷工作正常，开展了相应科学探测任务。
其中，法国月球氡气探测仪在地月转移、环月阶段和月面工作段均进行了开机工作；欧空局月表负离子分析仪于月面工作段进行了开机工作。安装在着陆器顶部的意大利激光角反射器成为月球背面可用于距离测量的位置控制点。
取样完成后，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，国旗由新型复合材料和特殊工艺制作而成。由于落月位置不同，嫦娥六号国旗展示系统在嫦娥五号任务基础上进行了适应性改进。
与地面起飞相比，嫦娥六号上升器没有固定的发射塔架系统，而是将着陆器作为“临时塔架”。
月背“挖土”离不开这个帮手
月背“挖土”，并非易事。
与嫦娥五号月面起飞相比，嫦娥六号从月球背面起飞，无法直接得到地面测控支持，而需要在鹊桥二号中继星辅助下，借助自身携带的特殊敏感器实现自主定位、定姿，工程实施难度更大。
中国科学院光电技术研究所项目总设计师余国彬告诉封面新闻记者：“嫦娥六号的通讯必须通过鹊桥2号反射，这也会增加很多研制与控制上的困难，所以相较于嫦娥五号的科研工作更难，给我们带来的挑战也会更多。”
“与2018年发射的‘鹊桥’中继星相比，鹊桥二号中继星功能更强，有四大优势。”全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩告诉封面新闻记者，首先，鹊桥二号的天线更好。“除有与‘鹊桥’相同的直径4.2米X波段抛物面天线，用于与在月球背面或南极着陆的探测器通信，还多装备了一个直径0.6米S/Ka双频抛物面天线，它可每时每刻都能指向地面传输数据。”
其次，鹊桥二号平台更强。庞之浩指出，鹊桥二号使用了CAST2000卫星平台，功率大，速率高，设计寿命大于8年，所以它不仅能更好地用于嫦娥四号和嫦娥六号任务，还可用于以后发射的嫦娥七号、嫦娥八号任务等。“‘鹊桥’中继星使用的是CAST100卫星平台，工作寿命为5年，功率小，速率低。”
“此外，鹊桥二号载荷更多，它搭载了极紫外相机、阵列中性原子成像仪、月地甚长基线干涉试验系统等科学载荷，能进一步提升其科研价值。”庞之浩解释道，因此鹊桥二号不仅能为月球背面的着陆器传输数据，还可择机执行更多的科学探测任务，比如，开展月基对地球磁尾和等离子体层的探测和研究、月地甚长基线干涉测量试验和观测研究等，而“鹊桥”只搭载了低频射电探测仪。“鹊桥二号轨道新颖，它最终进入到倾角54.8°、周期为24小时的环月大椭圆冻结轨道，其近月点为200千米，远月点为1.6万千米，即近月点在月球北半球高纬度地区，远月点在月球南半球高纬度地区，可以每天近距离为嫦娥六号提供20小时中继通信。”
“挖土”结束：嫦娥六号启程回家！
后续，上升器将与在环月轨道上等待的轨道器和返回器组合体进行月球轨道的交会对接，并将月球样品转移到返回器中；轨道器和返回器组合体将环月飞行，等待合适的返回时机进行月地转移，在地球附近返回器将携带月球样品再入大气层，计划降落在内蒙古四子王旗着陆场。
回望人类探月历程，月球之上已经留下许多足迹。这一次，嫦娥六号也为人类探月留下了浓墨重彩的一笔。值得注意的是，嫦娥六号取样完成后，将携带的五星红旗在月球背面成功展开——这是我国首次在月球背面独立动态展示国旗。
“嫦娥六号返回携带的样品是全球第一个月球背面的样品，之后也会对其进行一些科学研究。”中国科学院光电技术研究所空天事业部部长，项目副总指挥周向东告诉封面新闻记者。