6⽉2⽇清晨，嫦娥六号着陆器和上升器组合体在鹊桥⼆号中继星的⽀持下，成功着陆在⽉球背⾯南极-艾特肯盆地预选着陆区，开启⼈类探测器⾸次在⽉球背⾯实施的样品采集任务，即将在⽉背“挖宝”。同⽇，国家航天局发布嫦娥六号着陆器降落相机拍摄的嫦娥六号着陆⽉背过程的影像。
“⽬前，⼈类已有的⽉球样品采集任务都集中在⽉球正⾯。嫦娥六号即将在⼈类历史上⾸次获取⽉球背⾯样品，将再⼀次填补⽉球样品的空⽩，对丰富⼈类⽉球起源和演化认知、更好地了解地球具有重要的科学价值。”嫦娥六号任务地⾯应⽤系统总设计师、中国科学院国家天⽂台研究员左维说。
她介绍，嫦娥六号有两个主要科学⽬标，⼀是在⽉球背⾯南极-艾特肯盆地着陆点开展区域形貌探测和地质背景勘察，获取与⽉球样品相关的现场分析数据，建⽴现场探测数据与实验室分析数据之间的联系；⼆是对⽉球背⾯样品进⾏系统、⻓期的实验室研究，分析⽉壤的结构、物理特性、物质组成等，深化⽉球成因和演化历史的研究。
这些科学⽬标实现起来并不容易，那么嫦娥六号任务的科技含量究竟有多⾼？探测数据怎么传回来？六⼤地⾯应⽤分系统，能⼒有所提升。嫦娥六号任务地⾯应⽤系统的总体架构充分继承前期⼯程基础，由运⾏管理、数据接收、数据预处理、数据管理、样品储存制备与处理、样品与探测数据研究6个分系统构成，各分系统相互配合协同，完成地⾯应⽤系统承担的嫦娥六号任务。
左维介绍，与嫦娥五号任务相⽐，嫦娥六号任务的地⾯应⽤系统有很多新变化。为了提升地⾯站数据接收能⼒，此次任务采⽤了中继星转发的全新数传模式。“由于受到⽉球的遮挡，位于⽉球背⾯的着陆点⽆法直接与地球通信，需要在鹊桥⼆号的⽀持下转发⽉⾯探测器与地球之间的通信。鹊桥⼆号中继星通过S频段对地传输数据，下⾏数据的调制体制也发⽣变化。
地⾯应⽤系统的密云地⾯站和武清地⾯站均进⾏了S频段数据接收设备研制与链路改造，以满⾜嫦娥六号任务数据接收的要求。”左维说。
同时，地⾯应⽤系统的数据处理能⼒也有所提升。左维介绍，嫦娥六号搭载了降落相机、全景相机、⽉球矿物光谱分析仪、⽉壤结构探测仪4台继承载荷，以及法国⽉球氡⽓探测仪、瑞典⽉表负离⼦分析仪、意⼤利激光⻆反射器、巴基斯
坦⽴⽅星4台国际合作载荷。所有载荷的科学探测数据将不再直接传送到地⾯站，⽽是通过鹊桥⼆号中继星进⾏转发。地⾯应⽤系统重新研制了中继星信道处理软件、国际载荷遥测数据处理和显示软件等，以满⾜嫦娥六号任务有效载荷运⾏管理要求。
此外，为了确保嫦娥六号顺利采集⽉球样品，科研⼈员还设计了⼀系列嫦娥六号所采集⽉球样品的处理、存储、制备、分析⽅法和流程。“我们要确保能够安全、可靠地完成嫦娥六号⽉球样品相关的任务。”左维说。⽉球背⾯怎么测控？⾼精度实时测定轨，保证⽉背测控通信。在嫦娥六号任务中，我国甚⻓基线⼲涉（VLBI）测量分系统在地⽉通信⽅⾯发挥着重要作⽤，它就像⼀双眼睛，实时为嫦娥六号“导航”。
VLBI测量分系统是由中国科学院上海天⽂台基于在射电天⽂领域的积累，组织国家天⽂台、新疆天⽂台和云南天⽂台的优势⼒量，共同构建的⾼分辨率综合孔径射电望远镜，包括“四站⼀中⼼”，即上海天⻢站、北京密云站、新疆南⼭站、云南昆明站和上海VLBI数据处理中⼼，最⾼分辨率可等效为⼀台直径为3200千⽶的单⼝径望远镜。
“⾃嫦娥⼀号开始，我们就将实时VLBI技术成功应⽤于⽉球探测器的测定轨，构成了现有的‘测距测速+VLBI测⻆’深空⾼精度测定轨体制。”中国科学院上海天⽂台研究员郑为⺠说。他表示，2024年，VLBI测量分系统将完成包括鹊桥⼆号中继星和嫦娥六号在内的多个⽉球探测器测定轨⼯作，并将⽀持⾸次地⽉VLBI试验。这意味着要使⽤⼀个VLBI⽹，分时⽀持多任务、多⽬标测定轨。
与嫦娥五号任务相⽐，嫦娥六号任务不仅有多⽬标观测、双⽬标快速切换等特殊要求，实时测定轨任务时间还增加了30天。“在嫦娥六号任务中，VLBI测量分系统可以对四器组合体、四器分离后的轨道器和上升器进⾏实时测定轨，还能分时对鹊桥⼆号中继星进⾏实时测定轨，⽀持对⽉球背⾯的测控通信。
此外，它还可以完成双⽬标观测的快速切换与测定轨，确保嫦娥六号探测器与中继星之间的切换能在50分钟内完成，后续轨道器和上升器切换时间更短。”郑为⺠说。
⽉背样品能研究出新东⻄吗？⽉壤研究有经验，⽉背样品研究有信⼼。对于嫦娥六号样品研究，中国科学院地质与地球物理研究所研究员贺怀宇充满期待，也满怀信⼼。“最初，有些⼈并不看好嫦娥五号样品研究，认为‘国外采集了300多公⽄的⽉壤，研究了50年，你们1.7公⽄的样品能有什么新发现’。但最终事实证明，我们取得了⾮常重要的成果，也获得了国内外所有同⾏的认可。”贺怀宇说。
2020年12⽉17⽇，嫦娥五号从⽉球带回1731克⽉壤样品。这是⼈类⾸次获得的⽉表年轻⽕⼭岩区样品，也是中国科学家第⼀次拥有属于⾃⼰的地外天体返回样品。截⾄⽬前，经⽉球样品专家委员会评审，国家航天局已经完成6批嫦娥五号⽉球科研样品的发放，第7批已经完成评审，尚未完成审批。前6批累计向40家科研机构的114个科研团队发放⽉球样品258份，共计77.7克。
贺怀宇介绍，虽然发放样品仅占返回样品的4.5%，但所取得的科学研究成就却涵盖了⽉球形成、演化、太空⻛化作⽤与机制以及资源利⽤等多个领域，⽬前已有70余项研究成果。例如，利⽤⾃主研发的超⾼分辨定年技术，科研⼈员证实⽉球最“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，为撞击坑定年曲线提供了关键锚点，⼤幅提⾼了内太阳系星球表⾯撞击坑定年的准确度。
再如，科研⼈员揭示了嫦娥五号⽞武岩的⽉幔源区并不富含放射性⽣热元素和⽔，提出新的年轻⽕⼭形成机制和⽉球热演化模型。《⾃然》发表评述⽂章指出，“这些岩⽯的研究结果表明⾮常有必要修正已有的⽉球热演化模型”。此外，通过研究嫦娥五号样品，科研⼈员发现，⽉表中纬度地区具有⾼含量的太阳⻛成因⽔，还发现了⽉球新矿物“嫦娥⽯”等。
2022年3⽉，《⾃然》再次发表评论⽂章称“中国嫦娥五号样品点燃了⽉球研究的热情”。“⽉球样品研究引发了地学、天⽂、物理、化学、⽣物等各学科研究者的⼴泛兴趣，推动了我国⾏星科学的发展，培养了⾏星科学研究的⼈才队伍，初步形成了科学、技术、⼯程融合创新发展的局⾯。”贺怀宇说。
她告诉《中国科学报》，对于嫦娥六号任务，科研⼈员有信⼼在获得前所未有的⽉背样品后，能在⽉球形成演化研究⽅⾯取得新的突破。