“点火发射！”12月8日凌晨2时23分，伴随着震耳欲聋的轰鸣声与耀眼的火光，在西昌卫星发射中心，长征三号乙改进型运载火箭承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实验装置，奋力向着“月宫”飞去。
这次的嫦娥探月之旅非同寻常，将对月球背面南极的艾特肯盆地进行着陆巡视探测，实现人类历史上首次月球背面软着陆和巡视勘察的壮丽目标。
一、奔赴月球背面探寻奥秘
自古以来，夜空中那轮皎洁的明月就深深吸引着世界各地的先贤和学者。然而，从地球观测月球时，我们所看到的仅仅是月球的一面。由于月球的自转周期和公转周期完全一致，再加上地球潮汐力的长期作用，月球被锁定，始终以同一面朝向地球，而另一面则成为了一个神秘的领域。
人类首次直接观测到月球背面，是在1968年美国“阿波罗八号”执行载人登月任务的前期准备阶段。
2010年，NASA的“月球勘测轨道器”拍摄了一系列月球背面的照片，其分辨率比以往提高了106倍，呈现出前所未有的清晰细节。基于这些照片，美国绘制了月球背面的数字高程图，直观地展示了其地貌特征。
月球背面是充满“麻点”的面，陨石坑的数量比正面要多得多，密密麻麻遍布整个表面；“皱纹”也更多，布满了沟壑、峡谷和陡峭的悬崖，远不如正面那样开阔平坦。月球背面还有几块巨大的“暗区”，这些区域的物质与月面普通物质存在显著差异，表明这里曾遭受大量天体的猛烈撞击。
月球背面也是一张“厚脸皮”，月壳的整体厚度比正面要大。造成这种现象的原因目前尚不明确。月球背面的巨大陨石坑都呈现出白色，仿佛从未有过熔岩从上面流过。科学家们推测，由于背面月壳更厚，熔岩无法喷发，而正面月壳较薄，熔岩很容易从裂缝中流出。
此外，月球正面有许多广阔的“月海”，而月球背面只有3个，分别称为东海、莫斯科海和智海。月球正面还有许多连绵起伏的山脉，背面却相对较少。
一旦成功登陆，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研究，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，从而获得对月球早期演化历史的新认识。
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非常纯净，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绝佳的场所。
这么多吸引人的地方，谁不想率先探索？可惜的是，目前人类没有任何一个月球探测器能够成功在月球背面着陆，我们对它的详细情况主要是通过照片来判断，这也让成功登陆月球背面更加令人期待。
二、这辆小车有何特别之处？
嫦娥四号月球车登月示意图
从外观上看，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重大跨越和创新。
负责这次月面巡视的嫦娥四号月球车，总重量仅为140千克，是全球重量最小的月球车，预计寿命为3个月，运行时间可能比嫦娥三号搭载的“玉兔号”更长。
别看它个头不大，嫦娥四号月球车可是一个十足的“工作狂”，在月夜也要坚持工作。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行驶，巡视难度自然就比在月球正面大得多。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，科研人员非常用心，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方案，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，依靠这两种方式实现能源供应。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、“多足怪物”将展现威力？
嫦娥四号着陆器示意图
除了月球车，着陆器同样十分不简单。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”上顺利着陆，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有限，所以此次登月的难度更大，对着陆器的自主导航和避障功能，也是巨大的考验。
四、地月之间如何保持联系？
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，受到月球本身的阻挡，着陆在月球背面的探测器是无法与地球保持通信的。这就好比现实生活中，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、万众瞩目 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