月球3 号：首次成功拍得月背影像图

文/ 彭金平

▲ 月球3 号探测器

由于月球总是同一面朝向地球，因此人们“举头望明月”时只能看到月球的正面，而另一面则永远也看不到，这就是所谓的“月背”。其原因在于月球绕轴自转的周期与绕地球公转的周期刚好相同，因此，人们用肉眼始终只能观察到月球的半个球面。

随着人类对月球探测的不断深入研究，如今科研人员已经绘制出了比较详细的月球背面图，并按照国际规定给月球背面的山和“海”进行了相关命名。然而，人类首次目睹月球背面的真容，还是上世纪50 年代后期苏联发射的月球3 号探测器。2019 年10 月，俄罗斯国家科技文献档案馆向俄罗斯媒体提供了一批“月球3 号”在60 年前拍摄的月球背面的照片后，很多关于该探测器的信息才公之于众。

为看“月背”而生的“月球3 号”

“月球3 号”是苏联研制的月球系列探测器中的第三个，其执行的任务目标很明确，就是为了拍摄人类第一幅月球背面图像，以展现苏联在航天领域的实力。

“月球3 号”与实现人类首次飞掠月球的“月球1 号”和人类首次撞击月球表面的“月球2 号”有很大的不同，它的质量更大，而且设计十分巧妙。

“月球3号”高1.3米、最大直径1.2米、发射质量278.5 千克，柱形的外形首次携带了2 台焦距不同的胶片照相机，1 台采用200 毫米镜头，另一台采用500 毫米镜头，分别用于拍摄月球背面的全景和特写。相机胶片使用的是从被击落的美国侦察气球上获得的35毫米宽胶片，在探测器柱形周围安装有太阳能电池板，并采用气体喷嘴来控制姿态，它会在阳光照射下自行启动拍摄程序。

同时，为了更好地一睹月背“芳容”，苏联科罗廖夫领导的研制团队还在“月球2 号”平台的基础上对图像传输系统进行了改进。

如果探测器不能把照片传回地面，那么之前的所有工作都将付之东流，这就需要一套可靠的无线电传输设备系统，因此，科罗廖夫团队采用了当时新兴的晶体管，研制了一套图像传输设备。当“月球3 号”拍摄到月球背面的图像后，该系统会对拍摄的图片进行自动冲印、扫描，然后转换成无线电信号传回地球。

▲ “月球3 号”拍摄月球背面示意图

▲ “月球3 号”拍摄到的月球背面的照片

初见“月背”

1959 年10 月4 日，苏联在拜科努尔航天发射场使用加装有上面级的SS-6 运载火箭，成功将“月球3 号”发射升空，并顺利进入预定轨道，在经过多天飞行后抵达月球轨道。

为了完成既定任务，苏联科研人员对“月球3 号”的飞行时间和飞行轨道做了精心安排和设计，没有让它直接快速飞向月球轨道，而是在经过较长时间的飞行后缓慢地绕到月球背面，在距离月球表面6 万多公里处飞过。

当“月球3 号”经过月球背面时，在地球上看到的是“新月”，太阳恰好处在该探测器的背面，照亮了远离地球一侧的月球背面，使得“月球3 号”可以拍摄到人类不曾见到过的月球背面图像。

“月球3 号”在飞越月球背面大约40 分钟的时间里，探测器在定向系统的不断修正下，将镜头对准月面，并启动摄像系统，抓拍了29 张照片，覆盖了月球背面大约70%的面积。其中，有17 张照相底片在“月球3 号”飞行途中完成了自动冲印，然后通过电视扫描转换成电视信号，再通过无线通信装置传回到位于克里米亚半岛和堪察加半岛的地面接收站。

尽管“月球3 号”拍摄的这些照片的分辨率较低，但它让原来只存在于人类猜想中的月球背面，在这一刻终于揭开了神秘面纱。

“月背”不再神秘

苏联科研人员通过分析“月球3号”传回的月球背面照片发现，月球背面主要是丘陵、高地和山脉，大面积的“月海”只有2 个，在照片上显示为两个较为黑暗的月球表面阴暗区，而且月球背面的颜色相较于正面稍红一些。

由于是人类首次发现，苏联抢先将2 个面积较大的“月海”分别命名为莫斯科海和梦海。这些照片经过简单修饰后，其中一些刊登在苏联《真理报》上向世界公开发表，随即在全世界引起了巨大轰动。

▲ 苏联对外公布的第一幅月球背面照片与苏联科学院制作的人类首幅月球背面地图

▲ 月球背面的“莫斯科海”

▲ “月球3 号”拍摄的这些照片尽管看起来模糊不清、分辨率很低，但这却是人类首次获取到的月球背面影像资料

“令科学家们惊讶的是，月球背面比我们看到的月球正面更光滑，背面的‘月球海洋’和陨石坑更少一些。”2019年10 月，俄罗斯国家科技文献档案馆文件储存和归档部门负责人安德烈·库拉金接受媒体采访，谈及“月球3 号”拍摄的月球背面照片时说道。

1960 年，苏联科学院根据“月球3 号”获得的科学数据，发布了该院据此编制的人类第一本月球图册和月球图，并于1961 年向世界发布了新的月球仪。

虽然照片有些模糊，但这是人类首次使用探测器从太空视角向人们展示月球背面的地形图，展现了人类以前从未看到过的月球景象，标志着人类在月球探测任务中取得了里程碑式的成就。

“月球3 号”的成功让时任苏联领导人的赫鲁晓夫兴奋不已。1960年，他受邀访问法国时，兴致勃勃地向当时的法国总统戴高乐赠送了一台“月球3号”的模型，借此向西方国家展示苏联强大的航天科技力量。

苏联的这一探测成果大大增加了人类探测月球的兴趣，而此时美国的探月工程任务所获得的成绩仅仅是让探测器掠过月球表面。直到1966 年11 月，美国发射的月球太空船探测器才成功拍摄到了月球背面的照片，也使得人们能够看清楚月球背面上那些错落、形状不一的地形。

1968 年，在美国“阿波罗8 号”绕月飞行任务中，美国航天员威廉·安德斯成为人类首位亲眼看见过月球背面的人。他说：“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，只是一些碰撞痕和坑洞。”

2019 年1 月3 日，我国研制的嫦娥四号探测器，在人类航天历史上首次着陆在月球背面的南极-艾特肯盆地冯·卡门撞击坑内，其携带的玉兔二号月球车至今仍在月球背面进行巡视探测任务，为人类不断揭示月球背面更多不为人知的奥秘。

▲ 1960 年赫鲁晓夫（左）访法期间，向戴高乐（右）赠送“月球3 号”模型

▲ 中国的嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面

▲ 玉兔二号月球车