“嫦娥”四号再次奔月　缘何向“背面”？

核心提示：12月8日2时23分，嫦娥四号探测器从西昌卫星发射中心出发，向遥远的月球飞去，人类首次月球背面软着陆巡视探测的大幕正式拉开。

12月8日2时23分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器，开启了月球探测的新旅程。新华社记者 江宏景 摄

备受期待的年终“航天大戏”终于来了。

12月8日2时23分，嫦娥四号探测器从西昌卫星发射中心出发，向遥远的月球飞去，人类首次月球背面软着陆巡视探测的大幕正式拉开。

千百年来，月亮一直是人类心中的神秘之所，思乡的情怀、探索宇宙的渴望，都交织在“举头望明月”的目光中。此前，我国探月工程也曾分别实施嫦娥一号、嫦娥二号、嫦娥三号等任务，对月球进行探测。然而，中国人及其探测器目光所及之处，仅仅是月亮的正面。

月球背面究竟是什么样，嫦娥四号将第一次“身临其境”地“触摸”它。

此前100多个人类探测器都未曾到过“背面”？

很多人看过月球照片，也见过大大小小的月球模型，却很难想象，站在地球上的人类自己，竟然看不到月亮的背面。

中国工程院院士、中国探月工程总设计师吴伟仁给出过这样一个解释：由于月球的自转周期恰好等于公转周期，且都是逆时针方向，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——所以站在地球上的人类，只能看见月球的正面，而背面永远也看不见。

要想看到，人类只能借助科学技术，“延伸自己的视力”。比如，研制能够飞向太空的探测器。

1959年10月7日，苏联“月球三号”探测器传回月球背面的第一张照片后，月球背面的“真容”第一次被揭开了。

依照这些珍贵的照片资料，苏联在1960年11月6日出版了第一份月球背面地图；一年之后，苏联又制作了第一个月球仪，更加清晰地呈现出月球背面的初步特征。

乍一看，月球背面这张“面孔”并不漂亮，陨石坑的数量比月球正面要多得多，放眼望去随处可见，密密麻麻；月球背面的“皱纹”也比较多，布满了沟壑、峡谷和悬崖，而月球正面相对平坦的地方比较多。

那里还有几处巨大的“暗疮”，与月面的普通物质相比，月背暗斑中的物质有很大不同，这种现象似乎能够说明月球背面由于毫无遮拦地暴露在太空里，而遭遇了大量天体的直接撞击。

1965年7月20日，苏联“探测器三号”传送回了25张画质更好的月球背面照片，从照片中可以看到月球背面有一条长数千百米的链状陨石坑。

至于人类第一次与月球背面“面对面”，则发生在3年后，即1968年。那是“阿波罗八号”进行载人登月任务试验时，宇航员威廉·安德斯看到的。

按照他的描述，“月球背面看起来像我在孩提时玩过的沙堆，它们全都被翻起来，没有边界，到处是一些碰撞痕和坑洞”。

从那时开始，“阿波罗十号”一直到“阿波罗十七号”的宇航员都曾看到过月球的背面。

然而，60年过去，人类已经发射了100多个月球探测器，其中包括65个月球着陆器，却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。

换句话说，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，目前得到的有关月球背面信息，也都是通过遥感探测和所拍照片获得的。

探月工程副总指挥、国家国防科工局探月与航天工程中心主任刘继忠说，“正因如此，关于月球背面存在着许多猜测，并出现在各种科幻小说和电影中。”

而这，也是中国选择将嫦娥四号送到月球背面的一个原因：一探究竟。

把“天文台”搬到了月球背面？

中国科学院院士、中国航天科技集团科技委主任包为民告诉记者，曾有人问他，为什么一定要到月球背面去，甚至还有不少人说：“美国人都登月了，为什么中国还要探测月球？”

他说，过去人类探月只探测了一些局部区域，到月球背面去，就可能发现一些在月球正面没有得到的数据，而这具有“发现”意义。

比如，月球背面是个“厚脸皮”——其月壳从整体来讲比正面更厚一些，但究竟是什么原因导致月壳厚度不一样，众说纷纭，成为天文学界的未解之谜。

在中国科学院月球与深空探测总体部主任邹永廖看来，这个“看不见”的一面，对人类认识月球甚至宇宙都十分重要，因为无论是物质成分、形貌构造，还是岩石年龄，月球背面和正面都有很大差异。

他还表示，针对月球背面的探测，还可以推动月基科学研究的不断深入。

月球背面没有来自地球无线电波的干扰，是进行射电天文观测的最佳场所，如果能利用这一自然地形架设无线电望远镜，就好比把“天文台”搬到了月球背面。“这是天文学家梦寐以求的，可以填补射电天文领域在低频观测段的空白。”邹永廖说。

按照计划，嫦娥四号着陆器在月球背面软着陆后，将开展月基低频射电天文观测研究，可以进一步认识月球的演化细节，研究宇宙起源和星球起源等；而对月表环境里的中子辐射剂量、中性原子等探测，可以研究宇宙粒子辐射和太阳风，预计可获得一批原创性科学成果。

月球背面探测，还将有助于推动月球资源的研究和开发利用。邹永廖说，月球蕴藏着丰富的矿产和能源资源，而开发和利用月球资源，是人类探测月球的源动力之一。

近年来，美国等国家相继制定了月球背面资源调查研究计划。邹永廖说，通过嫦娥四号对着陆区地形地貌、矿物组分、巡视区浅层结构、地幔物质等进行科学探测与研究，将为月球资源的开发利用提供极有价值的第一手资料。

当然，嫦娥四号的科学和工程目标远不止于此。

邹永廖认为，对于任何一个地外天体而言，探测其空间和表面环境、地形地貌、物质成分、内部结构等，是远远不够的，还应从比较行星学的方法论出发，系统地开展对地球、火星、月球等天体的比较研究，这样才能更好地认识它们。“从这个意义上讲，嫦娥四号对后续深空探测有重要意义。”

此次任务落月点是一块“处女地”？

嫦娥四号探测器由航天科技集团五院负责总研制，按照该院科研人员的说法，由于月球背面探测的难度，嫦娥四号要完成前无古人的月球背面之旅，面临几大技术难点：地月拉格朗日L2平动点轨道精确设计与控制，地月拉格朗日L2点远距离数据中继，复杂地形环境下的安全着陆等。

要突破这些技术难点，我国航天界不得不为此完成3个国际首次：首次月球背面软着陆和巡视探测、首次月球拉格朗日L2点中继与探测、首次月基低频射电天文观测，以及国内首次实测月夜期间浅层月壤温度。

“这一重大科学创新工程的实施，将推动航天技术和其他科学领域相关技术的持续发展。”刘继忠说，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，实际上，实现在月球背面软着陆和巡视探测，是工程技术和空间科学的双重跨越和创新。

根据计划，嫦娥四号将会降落到90%的面积都分布在月球背面的艾肯盆地上。

月球分为三大地体，即克里普岩地体、斜长高地岩地体、艾肯盆地地体，其中前两个地体美国、苏联都曾着陆和探测过，只有艾肯盆地地体没有近距离探测过。邹永廖说：“这里可谓一块‘处女地’，在科学上会有很多新的发现。”

他进一步解释，艾肯盆地是目前发现的太阳系固体天体中最大最深的盆地，直径大概2500公里，深度约12公里，对其进行探测可以获取月球深部物质的信息。

更让他感兴趣的是，艾肯盆地被科学界认为是39亿年前撞击形成的，但按照常规理论，撞击密度、频度、强度越大，形成时间应该越早，“为什么这个峰值出现在39亿年而不是更早？”

吴伟仁说，一般认为，这个盆地有可能是当时宇宙大爆炸或者后来小天体撞击形成的，隐含着宇宙最早的一些信息，“在此地探测，有助于我们获取月球深部物质的信息”。

然而，由于目前还没有宇航员或月球车登上月球的背面，人类对它的详细情况除了借助照片判断，其他知之不多。

正在飞向月球的嫦娥四号，将为人类揭开月球背面的神秘面纱迈出了关键一步。邹永廖很期待，或许，嫦娥四号到艾肯盆地开展精细探测，就可以打开“39亿年撞击峰值”这个科学之谜。