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发射入轨后，“思源二号”的首要任务是与嫦娥六号安全分离。分离之后，将进行对月成像任务，继续捕捉月球及地月合影的数据，并进入环月大椭圆轨道。在此过程中，“思源二号”卫星将开展一系列实验，包括使用其微型相机获取月球表面的详细图像、开展图像在轨数据智能处理、纳卫星级别深空月地通信等新技术验证，充分探索基于微纳卫星的低成本深空探测模式。
“现在大学生村官好多已经30岁了，我们都要结婚、生孩子，但我们目前的收入很难支撑这些别人看起来似乎很平常的梦想”“服务期满后，我们的出路在哪里，也是我们纠结的问题”……2014年全国两会广东代表团审议现场，面对习近平总书记，80后大学生村官冼润霞袒露心扉。
探月工程由国家航天局牵头组织实施。此次嫦娥六号任务中，工程总体由国家航天局探月与航天工程中心承担；探测器、运载火箭分别由中国航天科技集团有限公司空间技术研究院、运载火箭技术研究院抓总研制；发射测控与回收工作，由中国文昌航天发射场、北京航天飞行控制中心、西安卫星测控中心、远望号测量船、酒泉卫星发射中心等单位协同完成；地面应用系统由中国科学院为主承担。
据了解，“嫦娥六号”是我国探月工程四期的一次重要任务。为保障探测器能顺利抵达月球背面的南极-艾特肯盆地，发现并采集月壤样品后顺利返航，地面上的“VLBI测轨观测”工作不可或缺。所谓VLBI中文全称是“甚长基线干涉测量技术”，就是将地面上多台望远镜联合起来，组成一张无形的巨大观测网，达到巨型望远镜的观测效果。从3日凌晨起，位于上海松江、北京、昆明、乌鲁木齐等处的多台射电望远镜同时启动，一张直径约3000公里的无形巨网就此形成，对“嫦娥六号”探测器的飞行姿态实时测控，保障探测器能按照预定轨道精准飞行。