6月4日7时38分，嫦娥六号上升器携带月球样品自月球背面起飞，3000牛发动机工作约6分钟后，成功将上升器送入预定环月轨道。此前，嫦娥六号顺利完成在月球背面的采样。6月6日，嫦娥六号完成月球轨道交会对接与在轨样品转移。后续，上升器将把样品转移到返回器中，由返回器带回地球。

“小时不识月，呼作白玉盘。”自古以来，人类对月球的认知一向局限在月球的“正面”。此次探索月球背面的秘密，有哪些重要意义？留在月球背面的五星红旗，还与江苏有着渊源。

月球背面神秘在何处？

2024年5月3日，在前期技术积累和充分论证的基础上，嫦娥六号向月球进发——开启了人类航天器首次月背采样返回的征程。

嫦娥六号任务之前，人类共对月球进行了10次采样，均位于月球的正面。2019年年初，中国的嫦娥四号实现人类航天器首次在月背巡视探测；2020年年底，嫦娥五号实现月球正面无人采样返回，从月球带了1731克样品回到地球。

嫦娥五号带回的样品，我国已经向上百个科研团队发放月球样品258份，在月球形成、演化以及资源利用等多个领域取得一批重要成果，比如证实月球最“年轻”玄武岩年龄为20亿年，将月球火山活动的结束时间推迟了约8亿年。

江苏省天文学会科技传播专家、南京大学天文与空间科学学院教授侯锡云介绍，月球由于潮汐锁定，所以始终一面朝向地球。因此不论月相如何变化，我们在地球上只能看到月球的一面。在早期太阳系的演化过程中，外太阳系小天体会与大行星相互作用从而向内迁移，迁移过程中会频繁地与地球及其卫星相撞。由于地球的保护作用，月球始终朝向地球的一面（即“正面”）受到的撞击较少，而背面受到的撞击较多。因此月球正面和背面的表面经历了不同的地质过程。

和嫦娥五号相比，嫦娥六号采样的地点大不相同。嫦娥六号探测器着陆区位于月球背面的南极-艾特肯盆地区域内，这片区域是月球最古老、最大的陨石撞击坑。

月球“背面”的环境有什么样的特殊性，为何科研人员选择到月背“挖宝”？

如果把月球一剖为二，以月核为圆心，月球背面南半球嫦娥六号的落点与月球正面北半球嫦娥五号的落点将大致呈现出中心对称关系。

此前，嫦娥六号任务工程副总设计师、地面应用系统总指挥李春来表示，嫦娥六号实际上是嫦娥五号的备份，科研人员希望选一个对称的点，选择了月球背面的南极-艾特肯盆地预选着陆区，希望能够获得人类的第一份月球背面的样品，也很好奇月球背面的样品跟正面有多大的差别。

“从科学层面而言，首次的月球背面样本返回，可以丰富现有的月球表面样本库，通过实验室内的对比研究，可有效揭示月球正面和背面不同的演化过程，让我们更深入地认识月球表面物质的演化差异，为月球乃至整个太阳系的演化历史提供重要的约束和参考信息，同时也为月球的资源探测利用提供了有益信息。”侯锡云说。

探索月背，我国走在前面

大多数月球着陆任务都会选择在月球正面着陆，是因为可以在地球上直接和探测器通信。而嫦娥六号的着陆点位于月球背面，在着陆过程的精确控制上，面临着更大的技术挑战。

一方面，月背无法与地球直接通信，需要首先解决探测器和地球之间的测控通信及数据传输问题；另一方面，月背遍布大大小小的陨石坑，地形复杂，起伏较大，探测器着陆下降、开展月面工作、起飞上升等环节都存在很大风险。

由于月球的遮挡，月球背面的着陆缺少地面站的支撑难以实现。“探测器在月球背面的着陆过程目前难以实现全自主，还需要测控系统的支持。”侯锡云介绍，为了知道探测器具体时刻的位置，从而有效地控制探测器着陆过程和着陆区域，本次任务还需要一颗中继卫星——鹊桥二号，来转发信号。

“得益于我国的地月中继卫星鹊桥二号，我们可以实现月球背面探测器着陆过程的精确位置确定以及控制指令和数据的传输，这是保障任务能够实施的关键技术。”侯锡云表示，“目前国际上仅有我国才有这样的中继通信站，所以我们可以走在其他国家之前实现月球背面着陆并采样返回。”

顺利取得月壤之后，嫦娥六号上升器部分会以着陆器为平台起飞。嫦娥六号是5月3日发射起飞，按照任务流程53天的时间计算，返回器将会在6月25日返回地球，为何此次任务有着这么长的时间周期？

侯锡云解释，此次任务流程需要53天的时间，主要有两个原因。第一个原因是需要留足充分的时间给月面采样操作过程，包括下降、着陆、取样、上升、交会对接等过程；第二个原因是采样返回窗口的问题。

“因为要在月球背面特定区域取样，所以环绕月球轨道的倾角和升交点经度受到限制。当我们将轨道器放置在相应环月轨道上时，返回窗口也就受到了限制，一般半月才有一次返回机会。整个任务周期是根据这两个限制以及任务需求决定的。”

后续，嫦娥六号轨道器和返回器组合体将与上升器分离，进入环月等待阶段，准备择机实施月地转移轨道控制，经历月地转移、轨道器和返回器分离等关键步骤后，返回器将按计划携带月球样品着陆在内蒙古四子王旗着陆场，月背带来的“珍宝”也将平安“回家”。

6月4日，国家航天局发布嫦娥六号着陆器着陆月球背面拍摄的系列影像图，再次在互联网上引起热议。不少网友发现嫦娥六号的支撑腿在月球表面砸出了一个“坑”，嫦娥的“脚丫子”镶嵌在坑里，月壤和小石块被翻起来形成一个小丘，而美国“阿波罗11号”登月舱在月球表面着陆的照片中则没有留下压痕。

对此，江苏省地质学会副秘书长、非金属矿产地质专委会主任、中国建材地勘中心江苏总队原总工程师姚圣根推测，月球像一个生锈的铁球，也有很多陨石撞击坑，“阿波罗11号”登月舱的支撑脚在月球表面没有压痕的原因可能是因为落在了陨铁上，陨铁硬度较高，再加上月球上重力加速度是地球的1/6，因此无法产生较明显的擦痕。

岩石材质的红旗，来头也不小

在表取采样完成后，嫦娥六号着陆器携带的五星红旗在月球背面成功展开，闪耀鲜艳的“中国红”，这是中国首次在月球背面独立动态展示国旗。月面温差大、辐射强，普通材质的国旗难以满足要求，这面国旗究竟有何独特之处？

姚圣根介绍，此次登上月球的嫦娥六号国旗是用玄武岩纤维制造的。玄武岩纤维，是玄武岩石料在1450℃—1500℃熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维，类似于玻璃纤维。不仅稳定性好，而且还具有电绝缘性、抗腐蚀、抗燃烧、耐高温等多种优异性能，使用温度范围为-260℃—880℃，由于其优异的性能，使其应用范围极其广泛。

“由于月球上昼夜温差变化极大，自然环境条件苛刻，因此用玄武岩纤维制造国旗完全能达到在月球上的使用要求，能使我们的国旗永远飘扬在月球上。”姚圣根说。

能够制成“石头版”织物国旗，玄武岩又有什么样的来头？姚圣根介绍，玄武岩是一种火山喷出的基性岩浆岩。它是地球洋壳、陆壳和月球月海、月陆的最主要组成物质。玄武岩的主要成分是二氧化硅、三氧化二铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁（还有少量的氧化钾、氧化钠），其中二氧化硅含量最多，约占45%至50%。

玄武岩的颜色，常见的多为黑色、黑褐色或暗绿色，也有青灰色、暗红色、橙色、黄色的。因其质地致密，它的比重比一般花岗岩、石灰岩、砂岩、页岩都重。但也有的玄武岩由于气孔特别多，重量减轻，甚至在水中可以浮起来。因此，把这种多孔体轻的玄武岩叫做“浮石”。玄武岩在世界各地的分布非常广泛。

玄武岩和江苏也有不小的渊源，是江苏的优势非金属矿产。多年来，江苏省地质学会理事单位——中国建材地勘中心江苏总队等地勘队伍，在江苏省六合、盱眙、金坛等地进行了大量的玄武岩资源勘查和开发利用研究工作，江苏的优质玄武岩资源主要赋存层位是新近系上新统桂五组、新近系中新统下草湾组、古近系渐新统三垛组等，已经勘查的玄武岩拥有几亿吨资源量。

目前，玄武岩主要作为建造高等级公路、铁路、港口码头、机场跑道等工程中优质建筑材料，它具有耐高温、耐低温、抗压强度大、压碎值低、耐磨、吸水率低、导电性弱、抗腐蚀性强、沥青黏附性强等特点。中国建材集团下属南京玻璃纤维研究设计院等单位对于玄武岩的成分、性能、应用以及与玻璃纤维的对比方面进行了长期的研究，研发出一系列玄武岩纤维的产品，可广泛应用于航空航天、环保、消防、车船制造、工程塑料、建筑、军工等领域。

新华日报·交汇点记者 张宣 杨易臻