 鹊桥二号是人类首颗使用外三体效应轨道的航天器，其轨道设计考虑了来自地球和太阳引力的干扰，并将其作为航天器轨道拱线转变的手段。航天器进入环月轨道后进行一次点火，进入一条L1族NRHO轨道，随后再点一次火离开NRHO，进入远地点在嫦娥六号着陆点上方的大椭圆24小时轨道，为嫦娥六号提供每天超过21小时的数据中继。直到2024年6月嫦娥六号任务结束后，鹊桥二号将通过几次机动最后进入12小时大椭圆轨道，等待装满科学载荷的嫦娥七号在2026年抵达。
最复杂的无人探测器，嫦娥六号究竟如何进行取样？
嫦娥六号可以说是人类历史上最复杂的无人探测器。不仅继承了嫦娥五号一样的复杂组件，有63台/套机构分系统、119个火工装置、655台/套仪器设备，还涉及多航天器月球轨道协同操作和无人月球轨道对接等世界级难点，甚至还将在月球轨道分离一颗巴基斯坦立方星。嫦娥六号的环月轨道阶段也大幅增长，任务时间相比嫦娥五号任务翻倍，而且着陆点在月背南极-艾特肯盆地阿波罗撞击坑的南侧，直接产生了多器对鹊桥二号中继通信这一新难点，整个任务前后涉及4类组合体，总计7个航天器单体。
为了在月背获取预期样品，嫦娥六号配置了一系列表取、钻取、封装等装置，并有相关的采样点和采样策略验证。嫦娥六号的采样封装系统不仅需要适应月面高温、月面风化层，还需要在月面着陆姿态、月面地形和月面地质等不可提前预知的复杂工作环境下准确可靠的完成2000多个动作的采样封装任务，为此航天五院还专门在地面设置了对应的模拟器，探测器的每个取样动作都需要先在地面验证过再上行指令由探测器执行。
嫦娥六号着陆月背后，开展图像获取与分析，利用采样过程监视相机A/B/C/D和钻取采样机构监视相机完成采样封装设备的视觉信息，进行采样区和装置的分析等，随后立即实施采样点确定与采样初始策略验证。着陆采用监视相机A/B获得表取采样区图像，加载表取机械臂可采样区域，随后进行数字地形重构。随后由地面验证器钻取模拟月壤验证可行性，再由探测器钻取装置运行钻取。表取地面测试采用AR投影技术进行物理构建，由地面验证器表取机构运行取样，再根据仿真分析和物理验证确定采样点。
嫦娥六号的表取装置具备多次表面采样能力，月面工作时间不小于24小时。表取装置为四自由度表取采样机械臂，由四自由度表取采样机械臂、末端采样器（采样器甲、采样器乙）、微小相机（远摄相机，近摄像机）和压紧释放机构等组成，集成了铲、挖、纳、抓等多种功能。采样器甲主要实现月球样品的铲挖采集，采样器乙实现月球样品的旋挖和定点抓取采集，这两者通过T形三通件形成一个整体组件，机械臂腕关节外部安装有触月组件，可在机械臂触及月表时发出触月信号。
嫦娥六号的钻取采样装置是软管取芯的单杆钻取，其中2.5m长的钻杆主体采用铝基碳化硅材料，能够钻挖硬度8的岩石。根据可行性分析，在不影响起飞的极限倾斜着陆条件下钻机可钻取最小700mm、最大2376mm的月壤，在探测器着陆姿态水平的着陆状态下可钻取2009.5mm的月壤。这套机构在嫦娥五号任务中顺利展开并且实施了采样，但可惜由于着陆点月表下方0.9m就是坚硬而复杂的多层岩石，并且深层月壤糊住了钻头，无法继续向下钻取。为避免持续高功率钻挖岩石导致钻取电机故障，甚至导致整器掉电，嫦娥五号没有强行向下钻探而是在有效深度1004mm处终止了钻取采样，嫦娥六号钻取采样装置继承嫦娥五号，尺寸并没有太大的变化，但钻头经过了优化避免发生嫦娥五号任务中的意外事件再次发生。 |
