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从发射到回收，嫦娥六号轨道器面临着飞行阶段多、器间状态多、分离次数多“三重考验”：发射升空后，轨道器将携带着陆上升组合体（着陆器与上升器）和返回器，依次完成地月转移、中途修正和近月制动；在进入环月轨道后，轨道器与着陆上升组合体分离，并携带返回器留轨；在采样任务完成后，轨道器将与从月面起飞、进入环月轨道的上升器主动交会对接，将上升器携带的样品容器转移至返回器后，分离上升器，携带返回器进入月地转移轨道，并在距离地球5000公里处将返回器分离，护送月壤正式踏上“回家”之旅。

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风暴平台值得一提的是，此次嫦娥六号任务将开展务实国际合作，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。