月球背面长啥样？——嫦娥四号开启人类首次

千百年来，月亮一直是人类心中的梦想之境。思乡的情怀、探索的欲望，都交织在一汪皎洁的白月光中。由于月球自转周期和公转周期相等，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，所以人类在地球上只能凭肉眼看见月球的正面，背面则看不见。因此月球背面对于人类而言，更是“秘境中的秘境”，有许多未知等待着解答。2018年12月8日，嫦娥四号探测器从西昌出发，向遥远的月球飞去，世界瞩目、人类首次月球背面软着陆探测的大幕正式拉开。月球背面到底是啥样，嫦娥四号将第一次身临其境触摸它。古人观月，并非完全看不到月球背面。月球存在着“天秤动”，像钟摆一样来回摆动。因此，至少有10%至20%的月球背面的边缘地带可以从地球上看到，比如一个跨越1000千米的撞击盆地东海。
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”就第一次被揭开了。依照这些珍贵的照片资料，苏联在1960年11月出版了第一份月球背面地图，一年之后，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。
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，分辨率比“月球三号”高了许多，从照片中可以看到月球背面有一条长数百千米的链状陨石坑。
1967年，苏联根据这批照片出版了包含4000个新发现的月球背面地形目录的地图，同年发布了第一份比例为1∶5 000 000完整的月面图和修订后完整的比例为1∶10 000 000月球仪，月球95%的表面都在上面呈现了出来。
人类首次与月背面对面是在1968年，“阿波罗八号”在进行载人登月任务试验的时候，由宇航员威廉·安德斯看到的。他描述说，“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，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。
2010年12月21日，美国国家航空航天局的“月球勘测轨道器”拍摄了一组“惊人”的月球背面照片，这些照片呈现的细节精细程度创下了历史纪录。根据这些最新照片数据，美国绘制了月球背面数字海拔地形图，地形图直观地揭示了月球背面的地形。
那么，在月球背面迎接嫦娥四号的将是怎样的环境？专家介绍，乍一看上去，月球背面这张“面孔”并不漂亮，那是一张“麻子脸”，陨石坑的数量比月球正面要多得多，放眼望去随处可见，密密麻麻的。月背的“皱纹”也多，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。另外还有几处巨大的“痤疮”，暗斑中的物质与月面的普通物质相比有着很大的不同，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，遭遇了大量天体的直接撞击。
月球背面还是个“厚脸皮”，它的月壳从整体来讲比正面要厚。不过，“厚脸皮”为月球背面的“亮肤色”提供了佐证。照片显示，月球背面巨大的陨石坑都呈现出白色，好像从来没有暗色的熔岩从上面流过。科学家们研究认为，由于月球背面的月壳很厚，熔岩无法溢出，而正面月壳很薄，熔岩很容易破缝流淌在表面，所以背面颜色比正面要“白皙”的多。
此外，月球正面月海很多，而月球背面却只有3个，它们的名字分别叫东海、莫斯科海和智海。月球正面有许多巨大绵延起伏的山峦，而背面却不像正面那么多。
虽然只能看到月球的一边，但这并不是说另外一面永远是黑暗的。事实上，当看到整个月球正面的时候，即月中的满月时，它的另一面是黑暗的，当我们看不见它的时候，即月初没有月亮的时候，它的另一面是阳光普照的。
由于迄今为止还没有宇航员或月球车登上月球的背面，人们对它的详细情况除了借助照片判断，其他知之不多。嫦娥四号探测器，将为人类逐步揭开月球背面的神秘面纱迈出关键一步，值得拭目以待。

备份变首飞，这个嫦娥不一样！——详解嫦娥四号五大不同之处

12月8日凌晨，嫦娥四号在西昌奔向月球。一个细节引人关注，此次发射的嫦娥四号原本是嫦娥三号的备份。在嫦娥三号圆满完成任务后，嫦娥四号被赋予了新的担当——实现人类首次月球背面软着陆和巡视勘察。科研人员通过精心设计与研制，使嫦娥四号“脱胎换骨”，成为与嫦娥三号不同的全新航天器。备份变首飞，嫦娥四号与嫦娥三号相比共有五大不同之处。

——科学目标不同。

嫦娥三号任务的科学目标是“测月、巡天、观地”，即开展月球形貌与地质构造调查，开展月表物质成分和可利用资源调查，进行月球内部的结构研究和日-地-月空间环境探测与月基天文观测。
而嫦娥四号任务的科学目标都是在月球背面完成的，包括实现月基低频射电天文观测，月球背面巡视区形貌、月球背面巡视区浅层结构探测等。“因为没有别的探测器到过月球背面，所以不论是探地形还是探月壤成分，应该都是人类第一次获得的一手数据。”中国航天科技集团五院嫦娥四号探测器项目执行总监张熇说。

——工程目标不同。

实施重大航天实践推动工程的进步，是中国航天跨越发展的重要途径和经验，月球探测工程更是如此。嫦娥三号任务的工程目标有三个：突破月面软着陆、月面巡视勘察；研制月面软着陆探测器和巡视探测器，建立地面深空站；建立月球探测航天工程基本体系，形成重大项目实施的科学有效的工程方法。嫦娥三号任务圆满成功，为我国航天事业发展树立了新的里程碑，在人类攀登科技高峰征程中刷新了中国高度。
站在这样的起点上，嫦娥四号向着更高峰迈进，将任务的工程目标锁定在两个“首次”：人类首次实现月球背面软着陆和巡视勘察；首次实现地月L2点中继星对地对月的测控、数据传输中继。

——有效载荷不同。

嫦娥四号与嫦娥三号的身形和“骨架”相同，携带的装备却大为不同。
嫦娥三号携带的有效载荷大致可以分为三类：第一类是用来观察月球的，主要设备包括全景相机、地形地貌相机、测月雷达等；第二类是用来观测宇宙的，主要由月基光学望远镜承担；第三类是用来观察地球周围的等离子层的，各有各的用处，相互配合。“嫦娥四号即将降落的月球背面，对于不少科学研究来说具有天然的优势。月背非常‘干净’，可屏蔽地球无线电干扰。”张熇说，根据着陆区域和科学目标的变化，科研人员对嫦娥四号携带的科学载荷做了很大的调整，把8台有效载荷带往月球背面冯·卡门撞击坑。

——着陆环境不同。

嫦娥三号着陆区是月球正面的虹湾。那里布满了月海玄武岩，地势较为开阔、平坦，位于大型撞击坑、月海、高地（山脉）交汇地区，有利于科学勘察目标的选择，当然也有利于与地球的通信联系。
中国航天科技集团五院嫦娥四号探测器副总师吴学英介绍，嫦娥四号的主着陆区为月球背面靠近南极一个叫冯·卡门撞击坑的地方，这里着陆区面积比虹湾地区小了许多，因为月球背面山峰林立，大坑套小坑，很难找出再大一些、平坦一些的地方，供嫦娥四号安身。嫦娥四号着陆器在凸凹不平的地方软着陆，需要具有比嫦娥三号更准确的着陆精度。

——通信方式不同。

不论人类的探测器飞到多远，都需要深空测控通信系统作为联络的“纽带”。由于深空任务周期长、通信时延大、信号微弱等原因，使深空测控通信实现起来更为困难，无论对星上设备还是对地面设备等都带来了新挑战。对于落在月球背面、没有任何通信信号的嫦娥四号来说，通信显得难上加难。它无法向嫦娥三号那样直接和地球上的“亲人们”取得联系，“飞鸽传书”的任务就落到“鹊桥”中继卫星的肩上。通过早先发射并成功架设在地月拉格朗日L2点的中继卫星，实施与地面的通信信号“接力”，嫦娥四号才得以与地球保持联络。
除了以上五大不同，研制队伍聚焦新情况，从轨道设计、动力下降策略、休眠唤醒策略等方面进行了系统设计，突破一系列关键技术，同时制定了符合任务特征的故障预案，全力铸就嫦娥四号非凡之旅。