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据介绍，嫦娥六号任务发射至采样返回全过程约53天，任务周期长，工程创新多，风险高，难度大，每个阶段环环相扣。相比2020年实现月球正面采样返回的嫦娥五号任务，嫦娥六号任务需在鹊桥二号中继星的支持下，实施首次月球背面采样返回，突破月球逆行轨道设计与控制、月背智能快速采样、月背起飞上升等关键技术。同时，嫦娥六号任务将开展月球背面着陆区的现场调查分析，月球样品实验室分析研究等科学探测，深化月球成因和演化历史的研究。
此外，嫦娥六号任务开展了务实国际合作。2019年4月，国家航天局对外发布了《嫦娥六号任务国际载荷合作机遇公告》，通过对两批次国际载荷搭载项目建议的征集、遴选，最终确定了欧空局月表负离子分析仪、法国月球氡气探测仪、意大利激光角反射器、巴基斯坦立方星等4个国际搭载项目。其中，欧空局月表负离子分析仪将对月球表面负离子进行探测，研究等离子体和月面的相互作用机制；法国月球氡气探测仪旨在对月球表面氡气同位素开展原位探测，研究挥发物在月球环境下传输和扩散机制；意大利激光角反射器计划利用在月球背面的定位，与其他月球探测任务开展联合测距与定位研究；巴基斯坦立方星将开展在轨成像任务，验证纳卫星月球轨道探测技术。
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