常娥4号发射 嫦娥四号成功发射的难点和意义，一起了解一下

2018年12月8日凌晨2时23分，嫦娥四号探测器在西昌卫星发射中心和长征三号乙成功发射。

五年前，嫦娥四号的“同道兄弟”嫦娥三号在月雨海西北部软着陆，实现了中国探月工程的新突破。现在，嫦娥四号正带着全新的使命再次向月球进发，它将以前所未有的方式实现人类月球探测器在月球背面的首次着陆，开启中国月球探测的新征程。

难以到达月球背面

由于被地球引力锁定，月球始终对着地球，人们无法直接观察月球在地球上的背面。甚至在过去的几十年里，人类发射的所有月球探测器，美国的阿波罗宇航员登月计划，包括中国2013年发射的嫦娥三号，都实现了月球正面软着陆。

▲地球和月球的“潮汐锁定”效应

▲上图为目前为止人类在月球正面软着陆地点发射的所有探月飞船

在月球背面着陆最大的困难是通讯中断，发射的电磁波都会被月球本身阻挡。

“桥桥”中继卫星提前发射

因此，为了让嫦娥四号顺利登月，我国于今年5月发射了一颗名为“鹊桥”的通信中继卫星。顾名思义，“鹊桥”的作用是在嫦娥四号和地球基地之间架起一座沟通的桥梁。有了“鹊桥”的“牵线桥”，人类将实现月球探测器在月球背面的首次着陆。

“鹊桥”一直围绕第二拉格朗日点运行在轨道上。所谓第二拉格朗日点，是地球与月球之间的引力平衡点，位于地球与月球连线上靠近月球的一侧，距离月球约65000公里。鹊桥是世界上第一颗运行在地球和月球第二拉格朗日点的通信卫星。地球发射的通信信号将通过鹊桥传输，然后传输到位于月球背面的嫦娥四号。

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嫦娥四号的探测使命

嫦娥四号着陆点位于月球背面的南极-艾肯盆地，是月球背面南半球的一个巨型陨石坑。早在20世纪60年代，人们就从月球正面观察到了这个陨石坑的边缘。1968年，前苏联发射探测器拍摄月球背面，证明陨石坑确实存在。后来，美国人也多次发射月球探测器，发现陨石坑是由一个小天体撞击形成的，陨石坑富含铁和钍。

嫦娥四号的“月球背面探测”也意味着，今天的人们将把仰望星空空、认识月球、解读人、地球、月亮和星星空的现实与未来联系起来，有可能回答一个古老的命题——我们是谁、我们从哪里来、我们为什么在地球上、月球对人类和地球生物的诞生有什么意义等。

今天，人们已经知道，地球上的生命进化了大约40亿年，第一个生命诞生在海洋中，生物进化经历了从海洋到陆地，再从陆地到海洋的几次嬗变，这一切都离不开沸水。月球和太阳的引力与地球的海洋有着千丝万缕的联系，这也注定了月球与地球上的生命和人类进化有关。

但是到目前为止，人类对月亮的了解很少，只有不同民族和神话的传说支持人们对月亮的认识。因为月球绕地球公转的周期和月球自转的周期是一样的，所以月球总是以同样的面貌面对地球和人类。所以引起了人类几千年来的强烈好奇:月球背面是什么？

当嫦娥四号探测器到达月球背面时，它将让人类了解月球背面以前未知但渴望了解的情况，包括月球土壤、水分和生物。

未来，嫦娥四号将对月球背面，甚至表面和内部的样品进行拍照和成像，研究月球表面岩土、温度、光线和浮尘的特征、形成机制、低频射电天文学和演化历史，利用月球背面独特的未受干扰的低频射电天文学环境进行探索性天文观测，为我国乃至人类未来对月球的开发利用提供第一手资料。

月球之谜将慢慢揭开，既能满足人类的好奇心，又能解开月球的一些谜团，比如月球从何而来，是如何形成的，是否有生物，是否适合人类居住，未来的移民等。

一种不同寻常的着陆方式

嫦娥三号降落区是洪湾，在月球的前方。覆盖月海玄武岩，地形相对开阔平坦。它位于大型撞击坑、月海和高地的交汇区，有利于科学考察目标的选择，当然也有利于与地球的交流。

嫦娥四号的主着陆区比洪湾区小得多，因为月球背面有很多山峰，大坑被小坑覆盖，很难找到更大更平坦的地方让嫦娥四号安定下来。

▲“玉兔”月球车在嫦娥三号上拍摄

所以嫦娥四号不能像嫦娥三号那样在弧形轨道上缓慢降落。为了不撞上悬崖，嫦娥四号必须在骨瘦如柴的“手掌大小”的地方软着陆，这就需要比嫦娥三号更精确的着陆精度。

目前人类对月球背面了解不多，所以着陆器需要具备较高的自主导航和避障功能，能够独立找到相对平坦的区域着陆。该任务的实施将突破复杂地形环境下的导航控制技术。

嫦娥四号携带什么装备？

嫦娥四号和嫦娥三号很像，无论是外形还是携带的科学仪器。它们都由着陆器和月球车组成。

着陆器中有四个仪器:着陆照相机、地形照相机、低频无线电分光计和月球中子和辐射剂量探测器。

月球车中还有四个仪器:全景照相机、红外成像光谱仪、月球雷达和中性原子探测器。

其中，着陆相机、地形相机和全景相机主要用于拍摄着陆过程和着陆区域附近的照片；红外成像光谱仪主要用于探测月球车沿线的矿物成分。月球雷达主要用于探测月球的浅层表面结构；月球表面的低频射电频谱仪、中子和辐射剂量探测器以及中性原子探测器利用月球背面独特的天文环境进行探索性观测。

▲嫦娥四号登陆器设计配置

特别是低频射电频谱仪将充分利用月球背面无干扰的低频射电天文环境，在0.1~40 MHz范围内填充射电观测空。另一方面，将与中国和荷兰联合研制的低频无线电探测器合作，搭载在鹊桥中继卫星上，相互验证和补充。

此外，嫦娥四号任务将首次尝试建立月球微生态系统，携带马铃薯种子和蚕卵，在月球表面的自然阳光和低重力下验证动植物的生长。

中国探月工程的“三步走”计划

中国探月工程分为“探月”、“登船”、“布点”三个步骤。第一大步是“探索”，发射无人探测器探索月球。第一个大的步骤可以分为三个小的步骤:“圈”、“跌”、“回”。嫦娥三号和嫦娥四号将执行“降落”，而嫦娥五号将完成“返回”任务，即无人探测器和月球车将收集和回收月球表面样本。接下来的任务是把人送上月球，最后在月球上长期站着进行实地研究。

当这些任务一步一步完成后，人类对月球和恒星空的认识和理解会逐渐加深，人类从哪里来，在宇宙中的位置，以及未来人类能否像地球在恒星空中那样重建家园等谜团也能逐渐得到解决。为了解开这些谜团，深入探索的过程触动了人们的心灵。