作者：LM-51D-YZ4D2，航天爱好者

今天，长征五号遥八火箭即将从海南文昌航天发射场点火起飞，把嫦娥六号探测器送入预定轨道。作为嫦娥五号的备份器，嫦娥六号继承了嫦娥五号的结构，又针对月球背面着陆进行了优化，涉及多器月球轨道集合和月背中继通信等，是人类历史上最复杂的无人月球任务。在21世纪成功着陆月球的国家中仅有中美还有开展此类复杂着陆任务的能力，而美国在CLPS构架下的商业月球任务对采样返回并不特别注重，我国在基于嫦娥五号成功的基础上开展扩展任务，这也使得我们在首次月背着陆的成就后，即将返回首份月背样本。

 

带回月球背面样本：从玄武岩和地幔物质中发现新的月球往事

 

嫦娥六号是嫦娥五号的备份。在嫦娥五号实现了中国首次月球无人采样返回后，继续让嫦娥六号复刻嫦娥五号的成功有些过于平淡了，在去月球南极或者月球背面两个方案之间，最终嫦娥六号的任务变成前往月球背面采集月球样品并带回地球，这是人类首次开展月球背面取样。

嫦娥六号任务器箭组合体 图片来源：国家航天局

嫦娥六号的着陆点位于南极-艾特肯盆地的阿波罗撞击坑南侧。南极-艾特肯盆地形成的年代古老（43亿年）、尺度巨大（直径达2400km，最南到达南极）、组分分布异常和后续火山活动造就的复杂地貌，成为了月球背面科研价值最高的地区。而阿波罗撞击坑形成于39-41亿年前，很可能含有形成南极-艾特肯盆地的撞击物质的残留产物和后续火山活动的产物，阿波罗撞击坑中一些子撞击坑如德莱顿撞击坑的辉岩更富含镁，很可能保留了在形成南极-艾特肯盆地的撞击中从月球地幔中搅出来的物质。

嫦娥六号探测器将试图在阿波罗撞击坑收集年轻的、小于25亿年喷出的玄武岩，并且测量这些样本的年龄。目前根据撞击坑尺寸-频率分布法的年代测定研究，月球正面直到12亿年前还有火山活动，而月球背面的火山活动可能在30亿年前就停止了，而该方法只能确定一些沉积物在25亿年前形成，这也是月球正反面不对称性的重要体现。如果嫦娥六号样本中发现了生成年龄小于25亿年的玄武岩，将扩展对月球背面玄武岩形成的年龄和月球背面热演化的认识。

嫦娥六号很可能获得一些南极-艾特肯盆地形成撞击喷发的物质。阿波罗撞击坑的形成很可能摧毁了大部分来自南极-艾特肯盆地形成撞击产生的物质，然而这些物质仍然可能保存在阿波罗盆地的侧壁和边缘，特别是南部边缘。嫦娥六号探测器返回的南极-艾特肯盆地形成撞击物的喷出物年龄可能超过39亿年，这将为南极-艾特肯盆地和阿波罗撞击坑形成事件的时间提供基本信息，大大提高对月球和整个太阳系内部撞击年表的认识。此外，通过嫦娥六号获得的任何深层地壳和可能的地幔物质，都将彻底改变我们对月球内部的组成、月球的热演化以及月球形成地球撞击事件后原始月球累积源物质的作用的思考。

 

提前升空的鹊桥二号，为嫦娥六号提供通信保障

 

受到月球的遮挡，登陆月球的探测器无法直接与地球通信。为了实现月球背面航天器与地球的通信，3月20日，鹊桥二号中继通信卫星已提前升空。

鹊桥二号 图片来自央视

鹊桥二号原本打算为嫦娥七号提供数据中继，将搭乘嫦娥七号发射。在嫦娥六号选定月背43°S的着陆区后，考虑到鹊桥一号对着陆区的覆盖有限，并且其配置的X波段对地/月天线数传速率有限，因此最后决定将鹊桥二号和嫦娥七号任务解耦，单独发射月球极轨道中继星，以增强对嫦娥六号的服务。

鹊桥二号对月高速率通信采用一个4.2米口径的X/UHF波段伞天线，X波段用于和嫦娥六号、嫦娥七号着陆器通信，UHF波段是为未来嫦娥七号携带的玉兔三号月球车服务。当然了，在测试阶段它也和嫦娥四号进行了通信。对地采用一个带有云台的0.6米固定反射器，采用S/Ka波段。Ka波段的引入使得鹊桥二号可以以最高500Mbps的速率实现地月通信，比只有S波段的鹊桥一号高到不知道哪里去了。