“发射！”12月8日凌晨2时23分，伴随着轰鸣声与火光，在西昌卫星发射中心，长征三号乙改进型运载火箭搭载着嫦娥四号着陆器和巡视器（月球车），以及来自荷兰、德国、瑞典、沙特阿拉伯等国家的科学载荷，一路奔向“月宫”。
这次的嫦娥奔月不一般，将对月球背面南极艾特肯盆地开展着陆巡视探测，实现人类首次月球背面软着陆和巡视勘察。
一、跑到月球背面去看啥？
自古以来，夜空中那轮明月就吸引了古今中外无数人的目光。然而，从地球观月，目光所到之处，仅仅是月亮的正面。由于月球自转周期和公转周期相等，加上被地球潮汐锁定，地球强大的引力让月球总是一面朝向地球，另一面则是无法看到的秘境。
人类首次直接看到月球背面，是在1968年美国“阿波罗八号”开展载人登月任务的前期试验时。
2010年，NASA的“月球勘测轨道器”拍摄了一组月球背面照片，其解析度达到以往照片的106倍，呈现出前所未有的精细细节。根据这些照片，美国绘制了月球背面数字海拔地形图，直观地揭示了其地形。
月球背面是一张“麻子脸”，陨石坑的数量比正面多得多，密密麻麻随处可见；“皱纹”也更多，布满了沟壑、峡谷和悬崖，远不如正面开阔平坦。月球背面还有几块巨大的“暗斑”，其中的物质与月面普通物质有很大区别，意味着这里遭受过大量天体的直接撞击。
月球背面还是张“厚脸皮”，月壳从整体来看比正面厚。是什么原因所致，目前还是未解之谜。月球背面的巨大陨石坑都呈现出白色，好象从来没有熔岩从上面流过。科学家们研究认为，由于背面月壳更厚，熔岩无法溢出，而正面月壳很薄，熔岩很容易从破缝中流淌出来。
此外，月球正面月海很多，而月球背面却只有3个，分别叫东海、莫斯科海和智海。月球正面还有许多绵延起伏的山峦，背面却没有那么多。
一旦登陆成功，就可以利用月球背面最古老的月壳岩石独特条件开展地质特征勘查，建立集地形地貌、浅层结构、物质成分于一体的综合地质剖面和演化模型，获得对月球早期演化历史的新认知。
此外，由于月球屏蔽了地球的无线电干扰，月球背面的电磁环境干净，为开展空间科学领域最前沿的低频射电天文观测与研究提供了理想场所。
这么多诱人之处，谁不想领先一步？只可惜，目前人类没有任何一个月球探测器能够实现在月球背面着陆，我们对它的详细情况主要是借助照片判断，这也让成功登陆月球背面更加令人期待。
二、这辆小车有啥不一般？
嫦娥四号月球车登月示意图
从表面上看，在月球背面和正面着陆在“落”月本质上没有区别，但实际上，实现在月球背面着陆和巡视探测，是工程技术和空间科学的双重跨越和创新。
负责这次月面巡视的嫦娥四号月球车，总重量140千克，是世界上重量最小的月球车，预计寿命3个月，运行时间或比嫦娥三号搭载的“玉兔号”更长。
别看块头不大，嫦娥四号月球车可是个十足的“工作狂”，在月夜也要开展工作。月球一个月夜的时长相当于地球的14天多一点，且昼夜温差极大，可达300℃左右，裸露在外的电缆极易出现故障。由于月球背面地形复杂，这辆小车要在坑洼不平的条件下跑起来，巡视难度自然就比在月球正面大得多了。再加上有了玉兔号出现电缆短路故障在前，对于此次嫦娥四号的月球车的设计，科研人员非常下功夫，不仅对月球车上的电缆进行了最小化的裸露改进，还针对钩挂、摩擦等场景做了上千次试验，提升了月球车整体的可靠性，确保嫦娥四号月球车能够在月背正常运行。
嫦娥四号靠什么维持“生命”呢？科学家给它准备了两个套餐，一种是由两面太阳翼收集的太阳能，另一种就是月球车上的同位素热源，靠这种两种方式实现能源供给。白天，太阳能发挥作用，当月夜来临，同位素热源将为仪器设备供热，保证航天器在-180℃的环境中不被冻坏，安然度过寒冷漫长的月夜。
三、“多脚怪物”要发威？
嫦娥四号着陆器示意图
除了月球车，着陆器也十分不简单。正如前面咱们介绍的，月球正面有许多宽阔的平原，尽管有许多陨石坑，但坑底相对平整。相较而言，月球背面的地形非常复杂，不仅陨石坑更多，地势也更加陡峭。要在这个“麻子脸”上自如着陆，难度非常大。
月球正面有许多宽阔的平原
为了让嫦娥四号能够安全着陆，科学家设计它不再像嫦娥三号那样以弧线轨迹缓缓降落，而是要采取近乎垂直的降落方式来着陆。这样做，能够使嫦娥四号避免撞到峭壁。
月球背面环境复杂，嫦娥四号将垂直着陆
由于人类对于月球背面情况所知甚少，所以此次登月的难度更甚以往，对着陆器的自主导航和避障功能，也是巨大的考验。
四、地月之间如何通信？
中继星“鹊桥”与嫦娥四号飞行轨迹示意图
由于月球背面始终不会朝向地球，受到月球本身的阻隔，着陆在月球背面的探测器是无法与地球保持通信的。这就好像是现实生活中，绕到一面巨大的混凝土墙后面，您的WiFi没信号了一样！同理，月球背面正是地面通信和测控的禁区。如何给飞临月球背面的嫦娥四号发出指令，遥控它准确着陆在预定位置，并且顺利接收传回的图像数据，是个不小的技术挑战。
今年5月21日5时28分，在我国西昌卫星发射中心，由中国航天科技集团有限公司研制的嫦娥四号中继星“鹊桥”搭乘长征四号丙运载火箭升空。卫星由火箭送入近地点约200公里、远地点约40万公里的地月转移轨道。鹊桥号的主要使命就是在月球背面和地球之间“传话”，提供中继通信。
航天科技集团科技委副主任吴劲风对表示，嫦娥四号探测器，不但第一次实现人类探测器月球背面软着陆，也第一次实现人类航天器在地月L2点对地对月中继通信。
五、万众期待 祝你成功
在过去的60年里，人类已经发射了100多个月球探测器，其中还有65个月球着陆器，但仅有不载人的环绕月球轨道器和载人的阿波罗号看到过月球背面。而且，从地球向月球背面发射通讯信号，受到月球整体阻挡，月球背面成了地面通信和测控的禁区。
正因难度如此之大，至今没有任何一个月球探测器能够实现在月球背面软着陆。嫦娥四号任务的实施，将为人类逐步揭开月球背面的神秘面纱迈出关键一步。
来源：北京日报 高珊珊、王海萍
综合自：央视新闻、人民日报、中国航天科技集团等
编辑：郭丹
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