嫦娥四号：探索月球背面的先行者

程醉

嫦娥四号是嫦娥四号登月探测器的简称，它是我国嫦娥绕月探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造绕月探月卫星。嫦娥四号由月球软着陆探测器和月面巡视探测器组成。在它之前，嫦娥一号、嫦娥二号、嫦娥三号都已经发射升空。特别是嫦娥三号，更是已经成功软着陆于月球雨海西北部。

然而，作为嫦娥三号的备份，嫦娥四号差一点儿就被“雪藏”了起来。原来，在嫦娥三号发射成功之后，科学家们曾计划不再发射嫦娥四号，而是直接发射嫦娥五号地月采样往返探测器。

不过嘛，世事难以预料。科学家们一琢磨，嫦娥四号这么先进的探测器留着不用怪可惜的，并且咱们不是还有月球背面没有探测过吗？于是，经过一番详细的论证之后，决定派嫦娥四号去实现人类历史上首次在月球背面的软着陆。

月球背面？月球不是自己也在转吗？哪儿又是月球背面呢？

原来，由于被地球引力锁定，月球的自转与公转周期相同和天平动（月球相对于地球的视运动）的作用等原因，在地球上永远只有约59%的月面能被观测到。也就是说，月球背面41%的地方始终受月球阻挡。第一个亲眼看到月球背面的太空人威廉·安德斯描述说：“月球背面看起来像我在孩提时玩过一段时间的沙堆，它们全都被翻起来，没有边界，只是一些碰撞痕迹和坑洞。”

由于人类从未涉足过月球背面，我们对那里的情况知之甚少。所以，古往今来各种有关月球背面的神秘传闻甚嚣尘上。神秘论者甚至认为，月球背面就是外星人潜伏的基地……

实际上，月球背面并非大多数人想象中的那样，永远处于黑暗之中。当我们看到月球向阳的一面，也就是我们所说的满月时，月球背面确实是黑暗的；但是当我们看到月球背向太阳的那一面，也就是月初月牙儿时，月球背面则是光明的。

由于是人类的探测器第一次在月球背面着陆，嫦娥四号探测月球背面的难度很大。众所周知，月球没有大气层，所以我们不能使用降落伞来减速，只能是一边降落，一边用变推力发动机把速度降下来。为避开大石头和大坑，在距月面约100米时，嫦娥四号还必须能像直升机一样悬停，进行自主避障。

探测的难度之大，不言而喻。但是，嫦娥四号对于月球背面进行的科研价值却很大。它不但可以对月球背面的环境进行探测，还可以对月球背面的表面、浅深层、深层进行研究等。更重要的是，它还能利用月球背面屏蔽地球无线电干扰的独特条件，开展空间科学领域最前沿的低频射电天文观测。

因此，嫦娥四号除搭载我国各种先进设备和仪器之外，还将搭载荷兰的低频射电探测仪、德国的月表中子与辐射剂量探测仪、瑞典的中性原子探测仪以及沙特的月球小型光学成像探测仪4台国际合作科学载荷，共同飞赴月球探索宇宙科学的奥秘。

距离人类第一个探测器登陆月球已过去了近60年，距离人类第一次登陆月球也将近50年了，为什么我们一直没办法到月球背面去走一走、看一看呢？

原来，正是由于在地球上永远看不到月球的背面，在月球背面着陆的探测器不能直接和地球站进行测控通信和数据传输，我们也就无法对探测器进行实时控制。这正是至今全世界还没有一个国家的月球探测器在月球背面软着陆的主要原因。

那咱们的嫦娥四号在月球背面着陆后，我们怎么和它联系呢？

通信这点小事可难不住科学家们。2018年5月21日5点28分，我国在西昌卫星发射中心用长征四号丙运载火箭，成功将探月工程嫦娥四号的中继卫星“鹊桥”发射升空。

“鹊桥”调整到位后，将在距离地球约48万千米，距离月球约8万千米的地月拉格朗日L2点的使命轨道上相对于地月保持基本静止的状态。它的任务是在地球站与在月球背面着陆的探测器之间搭建一座用于通信联系的“桥梁”。从而能保证地球站与嫦娥四号探测器的实时通信，彻底解决月球背面“看不见、摸不着、无法通信”的问题。

“鹊桥”是一颗CAST100平台的小卫星，设计寿命5年，只有425千克重，能自己调整姿态和变换轨道，还带了一面直径4.2米的大天线，能够和地面进行2M的高速通信，与嫦娥四号着陆器和巡视器的通信速度也能達到100k以上。它所处的地月拉格朗日L2点，位于月球的背后，是地月引力的平衡点之一。

嫦娥四号预计在2018年下半年启程前往月球，完成人类首次在月球背面着陆、探测、巡视的壮举。作为先头部队的“鹊桥”号中继卫星已经出发，正在日夜兼程赶往预定地点的路上……

（编辑 文 墨）