月背“挖土”為哪般

從科學意義上講，月球由于自轉周期和公轉周期相同，加之被地球潮汐鎖定，永遠只有一面朝向地球。那么，月球的背面究竟藏著哪些不為人知的秘密？

雖然有多個國家的探測器曾拍攝到月背的“芳容”，但真正實現航天器月背軟著陸的目前只有中國。

2019年年初，嫦娥四號實現人類航天器首次在月背巡視探測。

2020年年底，嫦娥五號實現月球正面無人采樣返回。

2024年6月25日，嫦娥六號攜帶月球背面樣品成功返回。

為何要去月背采樣？在中國探月工程四期總設計師于登云院士看來：“一方面是人們對月背特別好奇，想了解不知道的東西；另一方面，嫦娥四號去了以后，其傳回的種種科學數據顯示，月球背面確實存在很多不同于月球正面的科學現象，特別需要獲取樣品，供科研人員進一步研究。”

嫦娥六號任務的著陸和采樣區，是月球背面的南極-艾特肯盆地。這個被公認為月球上最大、最古老、最深的盆地，直徑約2500千米，堪比昆侖山脈的長度，深度約13千米，比馬里亞納海溝更深。

如果把月球一剖為二，以月核為圓心，月球背面南半球嫦娥六號的落點，與月球正面北半球嫦娥五號的落點，大致呈現出中心對稱關系。月背樣品被帶回地球后，科研人員將之與嫦娥五號采集的樣品進行比照研究，將有助于進一步分析月壤的結構、物理特性、物質組成等，并深化對月球成因和演化歷史的認識。

然而，去月背“挖土”，豈是容易的事？

一方面，探測器在月背無法與地球直接通信，需要首先解決探測器和地球之間的測控通信及數據傳輸問題；另一方面，月背遍布大大小小的隕石坑，地形復雜，起伏較大，探測器著陸下降、開展月面工作、起飛上升等環節都存在很大風險。

越是艱險越向前。2024年3月20日，鵲橋二號中繼星成功發射。這座地月新“鵲橋”，是月背采樣返回和南極探測任務中探測器與地球通信的唯一通道，為嫦娥六號開展著陸探測和采樣返回提供了可靠的通信保障。

在嫦娥六號為期53天的任務周期內，逆行軌道、智能采樣、月背起降是最為重要的幾道“雄關險隘”。

3年多前，降落在月球正面的嫦娥五號探測器采用環月順行軌道，沿著月球自轉方向，從西向東飛行。嫦娥六號則采用環月逆行軌道，也就是從東向西飛行，以此適應月球背面的采樣任務。

在采樣過程中，即使有中繼星加持，當中繼星飛行至月球正面時，嫦娥六號著陸器與上升器組合體還是會有幾個小時處于失聯狀態。為此，研制團隊通過提高探測器的自主控制能力，進行了智能采樣設計，省去了幾百條上行指令，大大提高了月面工作效率。

人類對月球背面知之甚少，起伏不平的地形地貌對探測器安全軟著陸提出了更高要求。嫦娥六號采用了多脈沖軌道控制策略，通過精確的自動化設計方式，使探測器如期到達預定著陸區。完成工作后，它還要從月面起飛，將“成果”順利運回地球。

回望人類探月歷程，月球之上已經留下許多足跡。這一次，嫦娥六號再次創造了人類探月的新高度。

（遇見摘自微信公眾號“中國航天報”，邱炯圖）