嫦娥六号是我国探月工程四期的“关键一环”，将完成月背采样返回等重要任务。据了解，嫦娥六号探测器计划在月背采集约2000克的月球样品带回地球。月背采样到底怎么采，挖土怎么挖？
     和嫦娥五号任务相同，执行月背采样任务，嫦娥六号也要进行“钻取”和“表取”两种采样方式。
     钻取
     钻取采样装置设计长度为2.5米，由特殊的硬质合金制成，一共有三层结构，最外层是可以旋转钻进的外钻杆。紧靠外钻杆的是取芯管。取芯管的外面包裹着一条长长的袋子，叫取芯袋。当钻头向下钻进时，取芯袋也会跟随着取芯管向下运动，而钻取到的月壤岩芯则会被顶进袋内，这个过程有点像“穿袜子”。取样后的取芯袋以缠绕的方式，存放在钻取初级密封装置上。
     表取
     表取采样是借由机械臂完成的，机械臂的伸展长度达到了3.7米，可以在120度的范围内实施月面采样，并且能连续多次采样。
     机械臂携带了一个“末端采样器”，一头的采样器兼具了挖取、铲挖、抓取三种功能：对于颗粒细小的月壤可直接挖取，对于较小的石块则可以铲挖，此外，它还可以抓取更大尺寸的石块。另一头的采样器则能对一些相对坚硬的目标进行浅钻，并通过花瓣结构进行样本提取。“表取”采样来的样品，会被放置在表取初级密封装置中，取样工作结束后，表取初级密封装置就会从着陆器上被提取出来，放置在上升器顶部的密封封装装置中，进行封装。
     嫦娥六号要在月背寻找什么？
     早在2018到2023年的一系列讨论中，嫦娥六号预选着陆区就暂定为南极-艾特肯盆地，并进一步细化为阿波罗盆地的南部边缘。阿波罗盆地就位于南极-艾特肯盆地内部的东北部，是一个多环撞击盆地，直径约500km，在嫦娥二号全月影像图中非常醒目。
     简要来说，嫦娥六号在阿波罗盆地的主要任务包括：寻找新矿物、寻找月球深部物质、寻找古老矿物、研究苏长岩、寻找名义含水矿物、寻找高压矿物等。
     寻找新矿物和岩石
     如果一种矿物的构成元素比例，微观结构，至少其一与其他已知矿物都不同，就有机会被认定为新矿物。但是新矿物一般尺寸微小，容易与已知矿物混淆，需要极端的温压条件或特殊的化学条件形成，而不是随处可寻。但在嫦娥五号样品中，我们就发现了至少三种新矿物，七种不同的岩石。
     正如地球上不同地方的岩石、土壤的成分并不一致一样，月壤、月岩也存在不均一性，甚至单次采样返回的不同样品之间也是如此，因此嫦娥六号的登月活动就有极大可能发现更多新的矿物和岩石。
     寻找月球深部物质
     阿波罗盆地是南极-艾特肯盆地内部东北侧的撞击盆地，而南极-艾特肯盆地是月球已知最大，最古老的撞击盆地。通俗讲，因为阿波罗盆地是个多次撞击形成的“盆中之盆”，所以可能是月壳最薄的位置之一。
     一些理论认为，形成南极-艾特肯盆地的撞击事件可能挖掘出了月幔物质。然而，也有人提出，即使盆地挖掘出了月幔物质，由于在撞击过程中月幔物质可能会经历熔化-冷凝的过程，导致不同化学成分的矿物和岩石被分离开——这个过程被称为熔融分异。熔融分异可能会使识别变得困难，或者在形成之后被更晚期的撞击出现的溅射物混合、掩埋而难以被遥感发现。因此嫦娥六号有可能在阿波罗盆地中发现这些来自月幔的深部物质，对我们理解月球深部结构和月球的起源和演化起到重要作用。
     寻找古老物质
     根据近期正式出版的1:250万月球地质图，将月球地质年代划分为“三宙六纪”。南极-艾特肯盆地形成于月球岩浆洋大部分固结，月球初步形成固体月壳的时代，代表月球艾肯纪的开始。又根据撞击坑统计定年，南极-艾特肯盆地一带年龄约42亿年，可能分布有月表最古老的岩石，但这个数值需要实际样品修正。
     之前嫦娥五号采集的样品包括月球已知最年轻（约20亿年）的岩石之一，嫦娥六号的一个关键任务则是尽量采集古老的月球岩石和可定年的矿物（包括锆石、斜锆石、磷灰石等）。揭开苏长岩成因之谜
     根据近期正式出版的1:250万月球岩石类型分布图，南极-艾特肯盆地内部的主要岩石类型为苏长岩。苏长岩在过去美国阿波罗、苏联LUNA、嫦娥五号的月球样品都极少发现，由于苏长岩成因有多解性，既有可能是下月壳、月幔等深部物质，又有可能是大规模岩浆房分异（是指地球内部巨大的岩浆体在冷却过程中，其中的化学成分被分离成不同的层次或部分），还有可能是撞击熔融物分异。
     采集阿波罗盆地的苏长岩，有助于解决苏长岩成因之谜，从而帮我们研究阿波罗盆地的演化历史。
     寻找名义含水矿物
     因为月球被地球潮汐锁定，所以有一面恒定朝向地球（此面一般称为正面），会受到“地球风”影响，相对富氧、富水。而实际上根据遥感光谱研究，月球背面虽然不如正面富氧、富水，但也存在少量富氧、富水区域，甚至发现了赤铁矿等名义含水矿物（指在其化学式中包含水分子，但实际上并不以液态水的形式存在，而是以水合物或羟基等形式存在的矿物），而过去阿波罗样品里曾零星地发现四方纤铁矿、角闪石等名义含水矿物，其成因均不明确。
     嫦娥六号如果采集到名义含水矿物，或者样品包含特殊的水赋存状态，将是非同寻常的突破。
     寻找高压矿物
     阿波罗盆地既是撞击盆地，又是深部物质潜在出露区，无论大规模撞击还是月球深部高压，都是形成高压矿物的有利条件。月球表面遭受频繁的撞击作用，有利于指示高压的矿物形成，过去的样品中已发现熔长石、钙硬玉、赛石英、雷锆石等高压矿物，但是在理论上月幔中可能存在的石榴石等高压矿物发现极少，因此这个理论模型需要实际样品修正。
     除了以上研究任务之外，一些需要借助嫦娥六号的热门研究主题还包括：空间风化特征，月尘电磁学性质，月壤成熟度新指标，原位资源利用方案等。
     嫦娥六号任务不但是人类首次月球背面采样返回任务，而且嫦娥六号选择南极-艾特肯盆地中的阿波罗盆地这一盆中之盆采样，为的就是尽可能采到与过去美国阿波罗系列、苏联LUNA系列、中国嫦娥五号不同的样品，从而帮助我们更全面地研究月球。
     来源：央视新闻、科普中国