“嫦娥”再奔月，緣何向“背面”

邱晨輝

2018年12月8日2時23分.嫦娥四號探測器從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心出發(fā)，向遙遠(yuǎn)的月球飛去，人類首次月球背面軟著陸巡視探測的大幕正式拉開。此前，我國探月工程也曾分別實(shí)施嫦娥一號、嫦娥二號、嫦娥三號等任務(wù)，對月球進(jìn)行探測。然而，中國人及其探測器目光所及之處，僅僅是月亮的正面。月球背面究竟是什么樣，嫦娥四號將第一次“身臨其境”地“觸摸”它。

此前100多個人類探測器都未曾到過“背面”？

很難想象，站在地球上的人類自己，竟然看不到月亮的背面。

中國工程院院士、中國探月工程總設(shè)計師吳偉仁給出過這樣一個解釋：由于月球的自轉(zhuǎn)周期恰好等于公轉(zhuǎn)周期，且都是逆時針方向，加上被地球潮汐鎖定，地球強(qiáng)大的引力讓月球總是一面朝向地球——所以站在地球上的人類，只能看見月球的正面，而背面永遠(yuǎn)也看不見。

要想看到，人類只能借助科學(xué)技術(shù)，“延伸自己的視力”。比如，研制能夠飛向太空的探測器。

1959年10月7日，蘇聯(lián)“月球三號”探測器傳回月球背面的第一張照片后，月球背面的“真容”第一次被揭開了。

月球背面這張“面孔”并不漂亮，隕石坑的數(shù)量比月球正面要多得多，布滿了溝壑、峽谷和懸崖，還有幾處巨大的。暗瘡”與月面的普通物質(zhì)相比，月背暗斑中的物質(zhì)有很大不同，這種現(xiàn)象似乎能夠說明月球背面由于毫無遮攔地暴露在太空里，而遭遇了大量天體的直接撞擊。

1965年7月20日，蘇聯(lián)“探測器三號”傳送回了25張畫質(zhì)更好的月球背面照片，從照片中可以看到月球背面有一條長數(shù)千米的鏈狀隕石坑。

至于人類第一次與月球背面“面對面”，則發(fā)生在1968年。那是“阿波羅八號”進(jìn)行載人登月任務(wù)試驗時，宇航員威廉·安德斯看到的，“月球背面看起來像我在孩提時玩過的沙堆，它們?nèi)急环饋恚瑳]有邊界，到處是一些碰撞痕和坑洞”。

從那時開始，“阿波羅十號”一直到“阿波羅十七號”的宇航員都曾看到過月球的背面。

然而，60年過去，人類已經(jīng)發(fā)射了100多個月球探測器，其中包括65個月球著陸器，卻僅有不載人的環(huán)繞月球軌道器和載人的阿波羅號“看到過”月球背面。

至今，沒有任何一個月球探測器能夠?qū)崿F(xiàn)在月球背面軟著陸，目前得到的有關(guān)月球背面信息，也都是通過遙感探測和所拍照片獲得的。

而這，也是中國選擇將嫦娥四號送到月球背面的一個原因：一探究竟。

把“天文臺”搬到了月球背面？

中國科學(xué)院院士、中國航天科技集團(tuán)科技委主任包為民告訴記者，曾有人問他：“美國人都登月了，為什么中國還要探測月球？”

他說，過去人類探月只探測了一些局部區(qū)域，到月球背面去，就可能發(fā)現(xiàn)一些在月球正面沒有得到的數(shù)據(jù)。比如，月球背面是個“厚臉皮”——其月殼從整體來講比正面更厚一些，但究竟是什么原因?qū)е略職ず穸炔灰粯?，眾說紛紜，成為天文學(xué)界的未解之謎。

在中國科學(xué)院月球與深空探測總體部主任鄒永廖看來，這個“看不見”的一面，對人類認(rèn)識月球甚至宇宙都十分重要，因為無論是物質(zhì)成分、形貌構(gòu)造，還是巖石年齡，月球背面和正面都有很大差異。針對月球背面的探測，還可以推動月基科學(xué)研究的不斷深入。

月球背面沒有來自地球無線電波的干擾，是進(jìn)行射電天文觀測的最佳場所，如果能利用這一自然地形架設(shè)無線電望遠(yuǎn)鏡，就好比把“天文臺”搬到了月球背面。按照計劃，嫦娥四號著陸器在月球背面軟著陸后，將開展月基低頻射電天文觀測研究，可以進(jìn)一步認(rèn)識月球的演化細(xì)節(jié)，研究宇宙起源和星球起源等;而對月表環(huán)境里的中子輻射劑量、中性原子等探測，可以研究宇宙粒子輻射和太陽風(fēng)等。

此外，嫦娥四號通過對著陸區(qū)地形地貌、礦物組分、巡視區(qū)淺層結(jié)構(gòu)、地幔物質(zhì)等進(jìn)行科學(xué)探測與研究，將為月球資源的開發(fā)利用提供極有價值的第一手資料，對后續(xù)深空探測也有重要意義。

按照科研人員的說法，嫦娥四號要完成前無古人的月球背面之旅，面臨幾大技術(shù)難點(diǎn)：地月拉格朗日L2平動點(diǎn)軌道精確設(shè)計與控制，地月拉格朗日L2點(diǎn)遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)中繼，復(fù)雜地形環(huán)境下的安全著陸等。

要突破這些技術(shù)難點(diǎn)，我國航天界為此完成3個國際首次：首次月球背面軟著陸和巡視探測、首次月球拉格朗日L2點(diǎn)中繼與探測、首次月基低頻射電天文觀測，以及國內(nèi)首次實(shí)測月夜期間淺層月壤溫度。

正在飛向月球的嫦娥四號，將為人類揭開月球背面的神秘面紗邁出關(guān)鍵一步。