中央紀委國家監委網站 柴雅欣
嫦娥六號攜帶的“移動相機”自主移動并成功拍攝、回傳的著陸器和上升器合影。
嫦娥六號在月球表面的國旗展示影像。 國家航天局供圖
距離地球38萬公里，一抹“中國紅”閃耀月背之上。
6月2日至3日，嫦娥六號順利完成在月球背面南極-艾特肯盆地的智能快速采樣，并按預定形式將珍貴的月球背面樣品封裝存放在上升器攜帶的貯存裝置中。表取完成后，嫦娥六號著陸器攜帶的五星紅旗在月球背面成功展開。這是中國首次在月球背面獨立動態展示國旗。
嫦娥六號任務實施人類首次月背采樣返回，工程創新多，風險高，難度大。相比2020年實現月球正面采樣返回的嫦娥五號，嫦娥六號有什么新突破？在月面工作約46小時，嫦娥六號有哪些新收獲？帶著月球“土”特產回家，嫦娥六號還要闖過哪些關口？
翩躚一落，步步精準
自5月3日發射入軌以來，嫦娥六號探測器在經過地月轉移、近月制動、環月飛行等一系列關鍵動作后，6月2日清晨，嫦娥六號成功著陸在月背南極-艾特肯盆地預選著陸區，開啟人類探測器首次在月球背面實施的樣品采集任務。
嫦娥六號探測器由軌道器、返回器、著陸器、上升器組成。落月前，嫦娥六號首先進行組合體分離，其中著陸器和上升器組合體作為“摘月戰隊”，共同負責落月采樣。而由軌道器和返回器組成的“返地戰隊”繼續留在月球軌道上飛行，等待與采樣歸來的上升器交會對接，攜帶月壤返回地球。
相比于月球正面，月球背面地形更加崎嶇復雜，尤其是南極-艾特肯盆地區域整體地勢較低且撞擊坑分布更多，光照和測控更易受地形遮擋的影響。為了更好控制著陸過程，科研人員在嫦娥六號探測器上配置了微波敏感器、激光敏感器和一系列光學成像敏感器等。
“這些敏感器就像嫦娥六號的眼睛和耳朵，具備測距測速、障礙識別等功能，幫助嫦娥六號平穩、安全著陸。”中國航天科技集團黃昊說。
翩躚一落，步步精準。嫦娥六號著陸器和上升器組合體自主完成一系列復雜高難度動作：通過視覺自主避障系統進行障礙自動檢測，利用可見光相機根據月面明暗選擇大致安全點，在安全點上方懸停，利用激光三維掃描進行精確拍照以檢測月面障礙，最終選定著陸點，開始緩速垂直下降。即將到達月面時，發動機關閉，利用緩沖系統保障組合體以自由落體方式到達月面。
月球本身會阻擋地月通信和數據傳輸，嫦娥六號探測器在月背工作時如何與地球“通話”成為難題。今年3月20日，鵲橋二號中繼星成功發射。它是嫦娥六號探測器與地球通信的通道，運行在環月大橢圓凍結軌道上。在這條軌道上，鵲橋二號可以為嫦娥六號提供中繼通信覆蓋時間。
在采樣過程中，當中繼星飛行至月球正面時，嫦娥六號還是會有幾個小時處于“失聯”狀態。“為此，研制團隊優化了采樣方案和過程，提高探測器的自主控制能力，省去了幾百條上行指令，從而使嫦娥六號探測器更加快速、智能地完成采樣任務。”中國航天科技集團逯運通告訴記者。
鉆取表取，月背“挖寶”
智能采樣是嫦娥六號任務的核心關鍵環節之一，探測器經受住了月背高溫考驗，通過鉆具鉆取和機械臂表取兩種方式，分別采集了月球樣品，實現了多點、多樣化自動采樣。
“兩種‘挖土’模式的技術途徑、采集的月球樣品種類不一樣，科學價值也各有側重。”中國航天科技集團金晟毅告訴記者，表取采樣是用一個機械臂攜帶采樣裝置在一片區域里進行多點采樣，獲取月球表面風化層的月壤樣品；鉆取采樣是用一根鉆桿鉆入月球表層一定深度，把較深層土壤采集出來，采樣難度和不確定性更大。
如何才能“鉆得動”？研制團隊為此開展了大量地面試驗與仿真分析。針對月背中繼通信可能無法有效配合鉆采作業這一極端工況，研制團隊設計了應急程序，做好充分準備，能夠通過“人機協作”方式，輔助嫦娥六號及時研判控制鉆取風險，現場決策后續動作。
結合月壤特性，研制團隊還設計了“百里挑一”的獨創鉆頭，通過對比多種設計方案，最終確定了取芯機構方案以及相應構型，使其具備高硬度巖石的鉆進能力。為了防止在鉆取過程中月壤的飛濺和散失，鉆取系統利用配備的高效排粉機構，對樣品進行嚴格“篩選”，將鉆出來的“雜質”剔除干凈。
月球表面為高真空、高低溫、月塵綜合環境，要將月球樣品在無人條件下進行打包封裝，且在返回地球過程中不被污染破壞，就需要研制一套能夠在月表自動承接、密封樣品的裝置，做到月面封裝“滴土不漏”。
研制團隊接連突破了多項關鍵核心技術。為保證取得的樣品在提芯的過程中不發生掉落，研制團隊經過多方案的篩選驗證，設計采用了特定的封口方案。針對采集的月壤樣品具有可變形特征，嫦娥六號探測器還專門設計了特殊的提芯拉繩，確保取芯軟袋具有確定的幾何形狀，方便樣品傳送和轉移。
此外，嫦娥六號著陸器配置的降落相機、全景相機、月壤結構探測儀、月球礦物光譜分析儀等多種有效載荷也正常開機，按計劃開展了科學探測，在月表形貌及礦物組分探測與研究、月球淺層結構探測等科學探測任務中發揮重要作用。其中，在探測器鉆取采樣前，月壤結構探測儀對采樣區地下月壤結構進行了分析判斷，為采樣提供了數據參考。
月面起飛，“穿針引線”
6月4日7時38分，嫦娥六號上升器攜帶月球樣品自月球背面點火起飛。經過垂直上升、姿態調整、軌道射入三個階段后，上升器順利進入了預定環月軌道。
“月背起飛最大的難點是智能自主控制。”黃昊說，與地面起飛相比，嫦娥六號上升器沒有固定的發射塔架系統，而是將著陸器作為“臨時塔架”。地面發射有保障團隊支撐，月面起飛許多工作需要靠航天器自己完成。地面發射可以精準測算和調整起飛位置及起飛姿態，月面起飛只能靠飛行器自己提前識別。
與嫦娥五號月面起飛相比，嫦娥六號從月球背面起飛，無法直接得到地面測控支持，而需要在鵲橋二號中繼星輔助下，借助自身攜帶的特殊敏感器實現自主定位、定姿，工程實施難度更大。
嫦娥六號上升器上升和入軌的動作都由中國航天科技集團五院研制的GNC（制導導航與控制）系統智能自主完成。據了解，嫦娥六號上升器的月面起飛準備工作在起飛前數小時就已開始，到了預定的起飛時刻，GNC系統就會控制上升器主發動機自行點火起飛，經過約6分鐘的飛行后，準確進入預定環月軌道。
闊別數日，軌道器與返回器組合體已做好迎接月球“土”特產的準備。上升器將與在環月軌道上等待的軌道器和返回器組合體進行月球軌道的交會對接，并將月球樣品轉移到返回器中。
交會對接，如同在茫茫太空中“穿針引線”，對精度控制要求極高。為了避免交會對接時兩器碰撞，上升器和軌道器與返回器組合體的交會對接采用了一種“握手”加“抱緊”的方式，類似雙臂拉住對方隨后收緊。
完成交會對接后，上升器就要轉交月球樣品了。借助轉移機構，樣品容器將通過一個狹小通道，最終被抓取到返回器內。后續，軌道器和返回器組合體將環月飛行，等待合適的返回時機進行月地轉移，在地球附近返回器將攜帶月球樣品再入大氣層，計劃降落在內蒙古四子王旗著陸場。
旗開月背，振奮人心
6月4日，國家航天局公布了嫦娥六號在月球表面的國旗展示影像。這面國旗看上去并無特別，實則大有不同——它是用玄武巖“織”出來的。
月面溫差大、輻射強，普通材質的國旗難以滿足要求。為此，中國航天科工集團研制團隊聯合武漢紡織大學等單位開展了玄武巖纖維旗面的研制攻關，陸續攻克了纖維成型、織物織造、印花染色以及旗面與展開機構適配等技術難題，使生產的月面國旗能夠適應月球表面的惡劣環境，保障了國旗展示任務的圓滿成功。
由于落月位置不同，嫦娥六號國旗展示系統在嫦娥五號任務基礎上進行了適應性改進。嫦娥六號是在月球背面著陸，月面光線與旗面角度都發生了變化。為此，研制團隊提出了多種改進方案，聯合總體單位開展了多輪方案評估和地面模擬月面成像試驗，以保證國旗的最佳成像效果。
旗開月背，振奮人心！
這是探月史上一場前所未有的科學探索。迄今為止，人類已經完成了十次月球采樣返回，均位于月球正面。嫦娥六號開歷史之先河，將成為第一個月背采樣返回的“探路先鋒”。
月球背面整體相對月球正面更為古老。南極-艾特肯盆地被公認為月球上最大、最古老、最深的盆地，直徑約2500公里，堪比昆侖山脈的長度；深度約13公里，比馬里亞納海溝更深。“科研人員將月背樣品與月球正面樣品比照研究，有助于進一步分析月壤的結構、物理特性、物質組成等，深化對月球成因和演化歷史的認識。”逯運通說。
這是人類和平利用外太空的歷史性一步。5月8日，巴基斯坦立方星與嫦娥六號軌道器在環月軌道分離，實現了“成功分離，獲得遙測”的既定目標并已完成數據交接。嫦娥六號著陸器攜帶的歐空局月表負離子分析儀、法國月球氡氣探測儀在月背開展了相應科學探測任務。其中，法國月球氡氣探測儀在地月轉移、環月階段和月面工作段均進行了開機工作；歐空局月表負離子分析儀于月面工作段進行了開機工作。安裝在著陸器頂部的意大利激光角反射器成為月球背面可用于距離測量的位置控制點。
“嫦娥六號國際載荷開展相關探測后獲取的數據，中方科學家和合作方科學家將共享這些數據，并且聯合開展研究，以期取得更多的創新科學成果和科學發現。”嫦娥六號任務新聞發言人葛平說。
2004年，中國探月工程正式批準立項。嫦娥一號拍攝全月球影像圖，嫦娥四號實現人類首次月球背面軟著陸，嫦娥五號帶著月壤凱旋……“嫦娥”一次次起舞，躍動著中國探月的逐夢身姿。此刻，人們翹首以盼，只待嫦娥六號九天云外攬月歸。