2019年1月3日：“嫦娥”首登月球背面的那一刻

　　2019年1月3日上午10时26分，我国嫦娥四号月球探测器不负众望，成功在月球背面软着陆。这是人类探测器有史以来第一次成功登陆月球背面。

　　从嫦娥一号到嫦娥四号，探月工程逐步实现

　　21世纪初开始，中国探月工程基本确定了在2020年左右实施绕、落、回三步走战略。2007年，嫦娥一号成功实施环月探测，实现了我国探月工程一期绕月的目标。2010年，嫦娥二号不负众望，在完成环月先导探测之后，又进一步扩展了对L2点、小行星等多目标探测，圆满完成了其作为探月二期工程先导星的任务。2013年，嫦娥三号成功在月球虹湾软着陆，释放玉兔号月球车。至此，探测工程第二步基本完成。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。

　　为什么要去月球背面

　　首先，从20世纪50年代起，人类发射到月球的探测器已经有100多次。但是从着陆就位探测来说，月球背面一次都没有。其次，无论从物质成分上、形貌构造上，还是岩石年龄上，月球正面和背面都有很大的差异。月球背面的岩石更加古老。如果人类能获取更古老的岩石类型等物质成分信息，将对了解月球的化学成分演化过程大有帮助。第三，嫦娥四号选择月球背面一个名为“艾特肯盆地”的地方着陆。艾特肯盆地直径约2500千米，深度约12.8千米，90%以上分布在月球背面。这是目前所知整个太阳系最大、最深的盆地，也是一块“处女地”。嫦娥四号前往艾特肯盆地，必将获取更古老岩石的信息。对艾特肯盆地开展探测有可能揭开“39亿年撞击峰值”的科学之谜。此前，科学家从太阳系撞击历史中发现一个奇特的规律，在地球、月球形成的46亿年历史中，撞击密度、频度和力度最高的时候，并不是最初的46亿年前，而是在39亿年前，其原因困扰科学界已久。第四，科学家为月球车探测艾特肯盆地专门设计了一条“路线”，能够获取地形地貌、物质成分及浅层结构等信息，将在国际上首次建立月球“综合地质剖面”。另外，月球背面是天文学家梦寐以求的观测场所，将填补低频射电观测的空白。天文学上，不同频段的电磁波代表着来自宇宙的不同信息。目前，传统光学、红外及射电等波段的天文觀测已得到长足发展。由于屏蔽作用，在地面上无法开展低频射电的观测。同时由于地球电磁环境的原因，在月球正面开展低频射电观测效果不理想。而月球背面的电磁环境非常干净，在那里开展低频射电探测，将可能对太阳爆发、恒星形成、星系演化及宇宙早期状态等科学问题有新发现。

　　为何要发射“鹊桥”中继星

　　2016年1月，嫦娥四号任务经国务院批准正式实施，包括中继星和探测器两次任务。为了实现着陆在月球背面的探测器与地球的测控通信和数据传输，我国于2018年5月21日在西昌卫星发射中心发射了“鹊桥”中继星，搭建起地月信息联通的“天桥”。

　　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”。深空任务由于周期长、通信时延大、信号微弱等原因，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。它无法像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。

　　在月球背面的科学发现

　　2019年1月3日，嫦娥四号探测器着陆在月球背面预选着陆区冯·卡门坑内。同一天，玉兔二号巡视器与着陆器分离，其上携带的红外成像光谱仪成功获取了着陆区两个探测点高质量光谱数据。

　　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，所以不论是探月球地形还是探月壤成分，都是人类第一次获得的一手数据。

　　2019年5月16日，在嫦娥四号落月4个多月后，中国科学院国家天文台宣布，由该台研究员李春来领导的研究团队利用嫦娥四号探测数据，证明了月球背面艾特肯盆地存在以橄榄石和低钙辉石为主的深部物质—而此前，人们并不确定月球深处究竟有什么。该发现为解答长期困扰国内外学者的有关月幔物质组成的问题提供了直接证据，将为完善月球形成与演化模型提供支撑。

　　（本刊记者）