“嫦娥六号”月球探测器由“长征五号”遥八运载火箭发射升空画面

北京时间2024年5月3日17:27，“嫦娥六号”月球探测器由“长征五号”遥八运载火箭从文昌发射场发射升空，正式开启世界首次月背采样返回之旅。

从探测器发射升空到返回器着陆回收，“嫦娥六号”任务全过程可分为11个阶段，先后为发射入轨段、地月转移段、近月制动段、环月飞行段、着陆下降段、月面工作段、月面上升段、交会对接与样品转移段、环月等待段、月地转移段和再入回收段。

“嫦娥六号”月球探测器示意图，左起推进器、返回器、着陆器、上升器

自5月8日上午“嫦娥六号”成功实施近月制动以后，任务转入第四个阶段——环月飞行段，期间经过2次近月制动，探测器逐步降低远月点，最终进入了高度200千米、周期约2小时的圆形环月轨道。

着上组合体和轨返组合体解锁分离示意图

按照任务规划，在着上组合体（着陆器和上升器组合体）和轨返组合体（轨道器和返回器组合体）分离后，轨返组合体继续环月飞行，着上组合体则将在约2天时间里调整轨道，为登月进行最后的准备。第1天着上组合体通过两次降轨进入近月点约15千米、远月点约200千米的椭圆环月轨道，第2天着上组合体将在椭圆环月轨道上继续环绕飞行，择机实施下降着陆。

“嫦娥六号”着陆区示意图

“嫦娥六号”着陆时机的选择主要考虑预选着陆区的光照条件和探测器轨道与着陆区的相对位置。5月28日，着陆区所在的阿波罗撞击坑开始进入月昼，登月的必要条件之一已经具备。

预计在6月2日上午任务将转入第五个阶段——着陆下降段。在动力下降前，着上组合体将与“鹊桥二号”中继星建立通信链路，着上组合体将在中继星的支持下通过着陆器7500牛主发动机实施动力下降和着陆。探测器将先后经历主减速段、快速调整段、接近段、悬停避障段、缓速下降段，最终在08:00左右实现软着陆，整个着陆下降过程将耗时约15分钟。至此，“嫦娥六号”将成为世界第二个实现月背软着陆的探测器。

在任务第六个阶段——月面工作段，全景相机将对着陆区进行成像，月球矿物光谱分析仪、月壤结构探测仪、法国氡气探测仪和欧空局月表负离子分析仪将开展科学探测。着陆器钻取采样装置将钻入浅层月壤中，采集保持剖面层序的样品，表取采样装置将在月面多个位置铲取月壤或拾取月岩，钻取和表取的月球样品将被分别转移至位于上升器顶部的样品容器内，完成采样后样品容器将被密封。之后，国旗展示装置展开，上升器将进行起飞准备。整个月面工作过程将耗时2天。由于月球背面中继通信时长受限，表取采样时间从“嫦娥五号”的21小时缩短为14小时。

此后，“嫦娥六号”任务在经历月面上升段、交会对接与样品转移段、环月等待段、月地转移段后转入第十一个阶段也是最后一个阶段——再入回收段。预计在6月25日左右，轨返组合体将到达距地表约5000千米的高度，然后返回器与轨道器解锁分离，返回器进入高速再入返回跟踪测量链跟踪范围，轨道器则将进行规避机动。在距地表120千米高度时，返回器将以接近第二宇宙速度（第二宇宙速度11.2千米/秒）半弹道跳跃式再入大气，而后降落于内蒙古四子王旗着陆场，最终完成历时53天的月背采样返回之旅。

作者：木兰星舟