5月3日，搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场发射。本次发射，嫦娥六号计划开展人类首次月球背面取样返回，全程约53天。记者从南京航空航天大学了解到，该校赵淳生院士团队研制的超声电机，也跟随嫦娥六号一起升空，将第四次为“月球光谱仪”按下“快门”。

  图源  央视新闻

人类首次开展月球背面取样

探寻月亮更古老的科研价值

据悉，嫦娥六号原本是嫦娥五号的备份，在嫦娥五号任务成功后被赋予了新的使命，它将前往月球背面采集月球样品，并带回地球，这也将是人类首次开展月球背面取样。

此前，嫦娥五号于2020年11月24日发射，并在月球正面的北半球登陆，并带回了月球样本。嫦娥六号这一次的登月落点则完全不一样，其预选着陆区位于月球SPA 盆地的阿波罗盆地南部（南纬 43°±2°，西经154°±4°），也就是通俗意义上的月球南极。嫦娥六号将进行形貌探测和地质背景勘察等工作，去发现并采集不同地域、不同年龄的月球样品，实现众多科学目标。

探月工程三期副总设计师、地面应用系统总师李春来介绍，月球的正面和背面有非常大的不一样。月球背面基本上都是古老的月壳和月球的高地，会埋藏着很多科学的问题。

据统计，迄今为止，人类共对月球进行了10次采样返回，这10次采样均位于月球的正面。科学家认为，月球背面整体上相对月球正面更为古老，具有重要科研价值，因此，嫦娥六号计划对月球背面样品进行系统、长期地研究，分析月壤的结构、物理特性、物质组成，争取获得更新的月球科学数据。

南京航空航天大学航天学院闻新教授介绍，在嫦娥五号登月之前，实现了在月球“挖土”目标的只有俄罗斯和美国两个国家。2020年，中国发射的嫦娥五号成功登月，并带回月壤样本。样本已经分给多个高校和科研院所展开研究，并有多篇重量级成果发表。

月背有通信盲区

3月份已经建立通信“鹊桥”

国家航天局探月与航天工程中心嫦娥六号任务副总设计师王琼介绍，由于嫦娥六号落在了月球背面，是没办法和地面测控站进行直接的通信，它需要鹊桥二号中继星提供一个中继通信支持。鹊桥二号中继星已于今年3月20日发射升空。4月12日，国家航天局宣布，鹊桥二号中继星完成在轨对通测试，取得圆满成功。

南京航空航天大学闻新教授介绍，为了实现在月球“挖土”的目标，我国科研工作者已经奋斗了16年。2004年，我国正式立项实施探月工程，确定了“绕、落、回”三期战略规划。嫦娥一号到嫦娥四号任务，已圆满完成前两步，嫦娥五号开启了探月工程第三步战略目标，成功实现“返回”，将月球表面的土壤带回地球。此次嫦娥六号的月背取样返回，将是探月工程第三步战略目标的进一步拓展。

为增进国际合作，嫦娥六号任务还搭载了法国的氡气探测仪、欧空局的负离子探测仪、意大利的激光角反射镜、巴基斯坦的立方星等4个国家的载荷和卫星项目。

“怎么回来”比“怎么挖”更有难度

或将采用“打水漂”式返回模式

不少读者兴许已经开始“脑补”一只机器手从“嫦娥六号”中伸出，进行挖掘的“科幻画面”。能把“挖掘机”开到月球上去，这是多么神奇的一件事！但闻新教授告诉记者，相比“怎么挖”，怎么返回才是嫦娥六号要面临的最大难题。

原来，嫦娥一号到四号都是“单程票”，从嫦娥五号开始，我国的月球探测进入了往返双程的旅行“套餐”阶段，因此，嫦娥六号的“行李”也更多一些。由轨道器、着陆器、上升器、返回器等，将会在月球轨道、月球表面、地球上空进行多次分离和对接。

专家介绍，嫦娥六号返回时，必须脱离月球引力才能离开月球。在快速回到地球时，要是来不及“刹车”，返回时会有撞毁的可能。科研人员为此设计了一种“打水漂”式的返回方案。探测器返回时先进入大气层，依靠大气层的升力再跳出去，然后再次进入，一进一出，便实现了减速。

“南航智慧”助力嫦娥六号

院士团队研发的超声电机将第四次按“快门”

据悉，南航赵淳生院士团队研制的超声电机应用在了嫦娥六号的探测器上，用于光谱仪驱动与控制。“因为嫦娥六号需要采集月壤，光谱仪就像是眼睛一样，超声电机就用于控制眼睛的转动，控制其接收反射光谱的镜面方向和角度。”航空学院丁庆军教授介绍。

此前，赵淳生院士团队研发的超声电机已经应用在嫦娥三号、嫦娥四号、嫦娥五号探测器上，成为了给“月球光谱仪”按下快门的最好“帮手”。这款只有46克重，比鸡蛋还小的超声电机相当“能吃苦”，月球上的复合环境，如气压低、空气密度小，还有难以想象的超低温都能适应。

能够助力我国探月工程的顺利开展，赵淳生院士团队都很兴奋。丁庆军表示，超声电机在嫦娥六号上的应用主要有两个变化，一是在前期嫦娥任务中超声电机的工作温度范围在-25°C至60°C，而在嫦娥六号中的使用温度区间扩大到-20°C至120°C。考虑到超声电机使用环境的变化很大，团队在高温环境下做了大量的实验，包括结构设计、材料选择、驱动控制，以及其他安全保障措施的设计；第二个变化是在控制上，前期嫦娥任务对超声电机精度、速度要求的并不高，而在嫦娥六号中它对视觉系统的控制速度、精度则有比较高的要求。

扬子晚报/紫牛新闻 杨甜子

校对 盛媛媛