5月3日，搭載嫦娥六號探測器的長征五號遙八運載火箭在中國文昌航天發射場發射。本次發射，嫦娥六號計劃開展人類首次月球背面取樣返回，全程約53天。記者從南京航空航天大學了解到，該校趙淳生院士團隊研制的超聲電機，也跟隨嫦娥六號一起升空，將第四次爲“月球光譜儀”按下“快門”。

圖源 央視新聞

人類首次開展月球背面取樣

探尋月亮更古老的科研價值

據悉，嫦娥六號原本是嫦娥五號的備份，在嫦娥五號任務成功後被賦予了新的使命，它將前往月球背面采集月球樣品，並帶回地球，這也將是人類首次開展月球背面取樣。

此前，嫦娥五號于2020年11月24日發射，並在月球正面的北半球登陸，並帶回了月球樣本。嫦娥六號這一次的登月落點則完全不一樣，其預選著陸區位于月球SPA 盆地的阿波羅盆地南部（南緯 43°±2°，西經154°±4°），也就是通俗意義上的月球南極。嫦娥六號將進行形貌探測和地質背景勘察等工作，去發現並采集不同地域、不同年齡的月球樣品，實現衆多科學目標。

探月工程三期副總設計師、地面應用系統總師李春來介紹，月球的正面和背面有非常大的不一樣。月球背面基本上都是古老的月殼和月球的高地，會埋藏著很多科學的問題。

據統計，迄今爲止，人類共對月球進行了10次采樣返回，這10次采樣均位于月球的正面。科學家認爲，月球背面整體上相對月球正面更爲古老，具有重要科研價值，因此，嫦娥六號計劃對月球背面樣品進行系統、長期地研究，分析月壤的結構、物理特性、物質組成，爭取獲得更新的月球科學數據。

南京航空航天大學航天學院聞新教授介紹，在嫦娥五號登月之前，實現了在月球“挖土”目標的只有俄羅斯和美國兩個國家。2020年，中國發射的嫦娥五號成功登月，並帶回月壤樣本。樣本已經分給多個高校和科研院所展開研究，並有多篇重量級成果發表。

月背有通信盲區

3月份已經建立通信“鵲橋”

國家航天局探月與航天工程中心嫦娥六號任務副總設計師王瓊介紹，由于嫦娥六號落在了月球背面，是沒辦法和地面測控站進行直接的通信，它需要鵲橋二號中繼星提供一個中繼通信支持。鵲橋二號中繼星已于今年3月20日發射升空。4月12日，國家航天局宣布，鵲橋二號中繼星完成在軌對通測試，取得圓滿成功。

南京航空航天大學聞新教授介紹，爲了實現在月球“挖土”的目標，我國科研工作者已經奮鬥了16年。2004年，我國正式立項實施探月工程，確定了“繞、落、回”三期戰略規劃。嫦娥一號到嫦娥四號任務，已圓滿完成前兩步，嫦娥五號開啓了探月工程第三步戰略目標，成功實現“返回”，將月球表面的土壤帶回地球。此次嫦娥六號的月背取樣返回，將是探月工程第三步戰略目標的進一步拓展。

爲增進國際合作，嫦娥六號任務還搭載了法國的氡氣探測儀、歐空局的負離子探測儀、意大利的激光角反射鏡、巴基斯坦的立方星等4個國家的載荷和衛星項目。

“怎麽回來”比“怎麽挖”更有難度

或將采用“打水漂”式返回模式

不少讀者興許已經開始“腦補”一只機器手從“嫦娥六號”中伸出，進行挖掘的“科幻畫面”。能把“挖掘機”開到月球上去，這是多麽神奇的一件事！但聞新教授告訴記者，相比“怎麽挖”，怎麽返回才是嫦娥六號要面臨的最大難題。

原來，嫦娥一號到四號都是“單程票”，從嫦娥五號開始，我國的月球探測進入了往返雙程的旅行“套餐”階段，因此，嫦娥六號的“行李”也更多一些。由軌道器、著陸器、上升器、返回器等，將會在月球軌道、月球表面、地球上空進行多次分離和對接。

專家介紹，嫦娥六號返回時，必須脫離月球引力才能離開月球。在快速回到地球時，要是來不及“刹車”，返回時會有撞毀的可能。科研人員爲此設計了一種“打水漂”式的返回方案。探測器返回時先進入大氣層，依靠大氣層的升力再跳出去，然後再次進入，一進一出，便實現了減速。

“南航智慧”助力嫦娥六號

院士團隊研發的超聲電機將第四次按“快門”

據悉，南航趙淳生院士團隊研制的超聲電機應用在了嫦娥六號的探測器上，用于光譜儀驅動與控制。“因爲嫦娥六號需要采集月壤，光譜儀就像是眼睛一樣，超聲電機就用于控制眼睛的轉動，控制其接收反射光譜的鏡面方向和角度。”航空學院丁慶軍教授介紹。

此前，趙淳生院士團隊研發的超聲電機已經應用在嫦娥三號、嫦娥四號、嫦娥五號探測器上，成爲了給“月球光譜儀”按下快門的最好“幫手”。這款只有46克重，比雞蛋還小的超聲電機相當“能吃苦”，月球上的複合環境，如氣壓低、空氣密度小，還有難以想象的超低溫都能適應。

能夠助力我國探月工程的順利開展，趙淳生院士團隊都很興奮。丁慶軍表示，超聲電機在嫦娥六號上的應用主要有兩個變化，一是在前期嫦娥任務中超聲電機的工作溫度範圍在-25°C至60°C，而在嫦娥六號中的使用溫度區間擴大到-20°C至120°C。考慮到超聲電機使用環境的變化很大，團隊在高溫環境下做了大量的實驗，包括結構設計、材料選擇、驅動控制，以及其他安全保障措施的設計；第二個變化是在控制上，前期嫦娥任務對超聲電機精度、速度要求的並不高，而在嫦娥六號中它對視覺系統的控制速度、精度則有比較高的要求。

揚子晚報/紫牛新聞記者 楊甜子

校對 盛媛媛