图说：嫦娥六号返回器携带来自月背的月球样品安全着陆 来源/新华社（下同）
6月25日14时07分，嫦娥六号返回器准确着陆于内蒙古四子王旗预定区域，工作正常，标志着探月工程嫦娥六号任务取得圆满成功，实现世界首次月球背面采样返回。
嫦娥六号此次探月之旅，历经运载发射段、地月转移段、近月制动段、环月飞行段、着陆下降段、月面工作段、月面上升段、交会对接和样品转移段、环月等待段、月地转移、再入回收段等，被称为我国航天史上“最复杂的任务”之一。
闯关之路“能量满满”
任务环环相扣、不容闪失，为了确保嫦娥六号顺利“闯关”，嫦娥六号的电源“阵容”相当“豪华”，其供电方式也非常复杂。
嫦娥六号由轨道器、返回器、着陆器、上升器四大舱段组成，其中，轨道器、着陆器、上升器各自安装了太阳电池翼，为了确保任务全程稳定的能源供给，轨道器的太阳翼具有角度调整功能，而着陆器的太阳翼不仅具有角度调整功能，还具有展收功能。上升器和轨道器也分别配备了锂离子蓄电池组。从地球到月球，再从月球返回地球，为了全力以赴应对这段充满挑战的旅程，每一个扣人心弦的阶段，电源都会因时机制宜，随阶段应变。
为了提高探测器供电安全和可靠性，也为了进一步“减重”，嫦娥六号的四器两两组队：轨道器、返回器（“轨返”）组合体和着陆器、上升器（“着上”）组合体。在落月之前，四器联合飞行期间，“轨返”组合体和“着上”组合体具备双向供电的能力。当任何一方出现供电不足时，轨道器和着陆器可为对方提供不小于300瓦的供电能力。
“着上”组合体在执行落月、“挖土”、上升等重要环节任务时，有一套合理有序的供电分工。落月前，供电的任务光照期交给着陆器太阳翼，阴影期交给上升器锂离子蓄电池组；落月时，由上升器的锂离子蓄电池组承担起为组合体供电的责任；“挖土”时，由着陆器的太阳翼和上升器的蓄电池组联合供电；“挖土”结束后，上升器从月面起飞，这对搭档的合作关系结束，各自独立供电。
由于返回器只携带了一次电源，轨道器承担起了为返回器长期供电的任务。在“轨返”组合体分离后，返回器由一次电池供电返回地球，其携带的不仅仅是月球样品，更承载了其他三位“同伴”的梦想。
图说：嫦娥六号返回器即将着陆的动画模拟画面
护航深空最长寿卫星
鹊桥二号中继星在圆满完成嫦娥六号任务后，将择机开展科学探测任务，其携带的极紫外相机、阵列中性原子成像仪和地月甚长基线干涉测量（VLBI）试验系统，将收集来自月球和深空的科学数据。
“作为探月工程四期任务实施的关键一环，鹊桥二号将在轨运行8年，是我国深空领域最长寿的卫星。”中国航天科技集团八院811所鹊桥二号中继星指挥许祺峰介绍，鹊桥二号中继星选择了一条特殊使命轨道，其带来的极低温、长地影、高辐照等问题，给承担电源分系统研制任务的八院811所研制人员带来了挑战。
中继星处于绕月冰冻轨道，空间环境很恶劣，每年卫星将经历两次地球和月球同时遮挡的情况，最长阴影期近5小时，期间蓄电池将开展高达90%的深度放电，这对蓄电池的寿命相当不利。另外，长时间处于阴影期时，卫星表面温度下降到零下207℃，这是目前为止国内卫星电源遇到的最低温度，对裸露在星体外太阳翼也将造成极大的冲击。研制人员直面挑战，改进了锂电池的配方，优化了电池结构，量身打造了可以长时间高荷电态贮存的长寿命型锂离子电池单体，并开展了地面一比一模拟试验检验锂电池性能。团队还首次提出长阴影充电终压升档和温度唤醒等新技术，有效延长了蓄电池在轨寿命；制定了蓄电池三防“过放、过充、短路”保护策略，确保锂电池8年在轨可靠使用。
为了保证安装在中继星舱外的太阳翼能够保持稳定运行，811所研制团队在元器件、原材料和工艺等三方面开展了技术攻关：首次选用了具备抗疲劳性能更好、强度更大的合金材料作为电池互连片，采取了耐温度交变范围更宽的电阻焊接工艺，合成了耐极温型底片胶，并根据该底片胶制定了太阳电池片贴片新工艺。
实时为探月之旅“导航”
在嫦娥六号任务中，我国甚长基线干涉（VLBI）测轨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测量分系统包括了“四站一中心”，即上海天马站、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测角’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民说。
图说：嫦娥六号成功返回后VLBI运行团队部分科研人员合影 来源/上海天文台提供
记者了解到，在嫦娥六号任务中，VLBI测轨分系统面临着不同以往的难点和挑战：地面观测站在近月制动、月地入射过程中对探测器的位置部分不可见，在动力下降段、月面工作段、月面上升段则均不可见，需要鹊桥二号中继星支持。相较于“嫦娥五号”任务，对定时定点着陆要求更高，且推进剂余量更少；由于嫦娥六号任务采用新型的逆行轨道，环月飞行时间大大增加，实时任务周期更长，由23天延长到53天，对VLBI设备的稳定性和人员持续工作都是很大的考验。
郑为民介绍，嫦娥六号实施过程中，VLBI测轨分系统主要承担全任务11个飞行段中共9个飞行段的实时测定轨任务，“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。”
新民晚报记者 叶薇 郜阳
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