千百年來，月亮一直是人類心中的夢想之境。思鄉的情懷、探索的慾望，都交織在一汪皎潔的白月光中。由於月球自轉週期和公轉週期相等，加上被地球潮汐鎖定，地球強大的引力讓月球總是一面朝向地球，所以人類在地球上只能憑肉眼看見月球的正面，背面則看不見，因此月球背面對於人類而言，更是“秘境中的秘境”，有許多未知等待著解答。
12月8日2時23分，我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭成功發射嫦娥四號探測器。（新華社發）
2018年12月8日，嫦娥四號探測器從西昌出發，向遙遠的月球飛去，世界矚目、人類首次月球背面軟著陸探測的大幕正式拉開。月球背面到底是啥樣，嫦娥四號將第一次身臨其境觸摸它。
東方IC供圖
科技歷程
月球背面長啥樣 嫦娥帶你去瞧瞧
1959年
蘇聯“月球三號”傳回第一張月背照片
蘇聯“月球三號”探測器傳回月球背面的第一張照片後，月球背面的“真容”就第一次被揭開了。依照這些珍貴的照片資料，蘇聯在1960年11月出版了第一份月球背面地圖，一年之後，又製作了第一個月球儀，更加清晰地呈現出月球背面的初步特徵。
1965年
蘇聯“探測器三號”傳回25張清晰照
蘇聯“探測器三號”傳送回了25張畫質更好的月球背面照片，分辨率比“月球三號”高了許多，從照片中可以看到月球背面有一條長數百千米的鏈狀隕石坑。
1968年
人類首次與月背面對面
人類首次與月背面對面是在1968年，“阿波羅八號”在進行載人登月任務試驗的時候，由宇航員威廉·安德斯看到的。他描述說，“月球背面看起來像我在孩提時玩過一段時間的沙堆，它們全都被翻起來，沒有邊界，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背面。
2010年
美國“月球勘測軌道器”拍下“驚人”照片
美國國家航空航天局的“月球勘測軌道器”拍攝了一組“驚人”的月球背面照片，這些照片呈現的細節精細程度創下了歷史紀錄。根據這些最新照片數據，美國繪製了月球背面數字海拔地形圖，地形圖直觀地揭示了月球背面的地形。
那麼，在月球背面迎接嫦娥四號的將是怎樣的環境？專家介紹，乍一看上去，月球背面這張“面孔”並不漂亮，那是一張“麻子臉”，隕石坑的數量比月球正面要多得多，放眼望去隨處可見，密密麻麻的。月背的“皺紋”也多，佈滿了溝壑、峽谷和懸崖，而月球正面相對平坦的地方比較多。另外還有幾處巨大的“痤瘡”，暗斑中的物質與月面的普通物質相比有著很大的不同，這種現象似乎能夠說明月球背面由於毫無遮攔地暴露在太空裡，遭遇了大量天體的直接撞擊。
月球背面還是個“厚臉皮”，它的月殼從整體來講比正面要厚。不過，“厚臉皮”為月球背面的“亮膚色”提供了佐證。照片顯示，月球背面巨大的隕石坑都呈現出白色，好像從來沒有暗色的熔岩從上面流過。科學家們研究認為，由於月球背面的月殼很厚，熔岩無法溢出，而正面月殼很薄，熔岩很容易破縫流淌在表面，所以背面顏色比正面要“白皙”得多。此外，月球正面月海很多，而月球背面卻只有3個，它們的名字分別叫東海、莫斯科海和智海。月球正面有許多巨大綿延起伏的山巒，而背面卻不像正面那麼多。
雖然只能看到月球的一邊，但這並不是說另外一面永遠是黑暗的。事實上，當看到整個月球正面的時候，即月中的滿月時，它的另一面是黑暗的，當我們看不見它的時候，即月初沒有月亮的時候，它的另一面是陽光普照的。由於迄今為止還沒有宇航員或月球車登上月球的背面，人們對它的詳細情況除了藉助照片判斷，其他知之不多。嫦娥四號探測器，將為人類逐步揭開月球背面的神秘面紗邁出關鍵一步，值得拭目以待。（據新華社西昌12月8日電）
科技力量
3大航天院所各顯神通
嫦娥四號重要設備西安造
航天九院771所
衛星平臺的信息管家
在嫦娥四號衛星和長征三號火箭運載系統中，搭載了航天九院771所承製的著陸器系統管理單元CPU模塊（以下簡稱CPU模塊）、箭載計算機和共計72個品種89個批次3614只電路產品，為任務的圓滿成功發揮了重要作用。
衛星數管分系統負責衛星平臺的數據分發與管理，實現地面站與各載荷設備的信息交互，相當於衛星平臺的信息管家。嫦娥四號著陸器中數管分系統中，佔據重要地位的系統管理單元，可實現星地通信、飛行過程中各設備的健康監測和任務執行管理、月球車的釋放、月表探測任務的試行等重要功能。
系統管理單元的核心部件CPU模塊由771所負責研製。CPU模塊是系統管理單元的“大腦”，它是系統管理單元的控制源頭，負責控制各部分模塊，使其正常運轉。此外，CPU模塊與遙控單元、GNC、有效載荷等系統部件進行數據交互，對著陸器執行程控指令、在軌維護、太陽翼機構控制、科學數據的信息進行管理和處理。CPU模塊也是著陸器與巡視器通信的橋樑，月球車（巡視器）發送的科學探測數據通過通信鏈路傳送至著陸器，進行重要數據的星地備份傳輸，保證科學數據可靠的傳送回來。CPU模塊還與月夜溫度採集設備進行通訊。當天亮後，著陸器執行月球車（巡視器）的“叫醒”任務。
此次執行發射任務的長三乙火箭，它的“大腦”——箭載計算機由771所研製。箭載計算機能夠有條不紊地完成箭體參數錄取、飛行軌道計算、飛行軌跡誤差修正以及控制指令的輸出等多項負責的控制任務，指揮長三乙火箭順利將“嫦娥四號”發射升空。
航天六院
提供運載火箭全部動力系統
作為中國航天液體動力國家隊，中國航天科技集團有限公司第六研究院為長征三號乙運載火箭提供了全部動力系統，一級使用8臺推力為75噸的常規發動機，其中芯級4臺、助推4臺；二級採用1臺相同推力的常規發動機，並配4臺遊動發動機；三級使用兩臺8噸推力的氫氧發動機。航天六院還為嫦娥四號著陸器推進分系統配置了全部動力，包括1臺7500N變推力發動機和近30臺小推力的姿控發動機。
據悉，這也是航天六院研製的系列動力第五次為嫦娥衛星提供全部火箭發動機和空間推進系統。而強大精準的動力，成為嫦娥奔月最可靠的保障。他們有的力如千鈞，助推嫦娥四號探測器脫離宇宙速度，向著遙遠的奔月軌道飛去；有的身輕如燕，在接近月球表面時實施精準的懸停、制動，讓嫦娥四號探測器在登上月球背面的每一步都將穩妥可靠，萬無一失。
此次參照以往探月工程和載人航天用發動機的優選確認要求，航天六院對此次任務中的長征三號乙運載火箭發動機配套的57種共65項零組件產品按要求進行優選確認。發動機裝配中的嚴苛要求，是保證發動機質量的關鍵。發動機總裝導管安裝尺寸偏差按設計要求值的80%加嚴控制；發動機對外接口數據全面量化；導管內腔100%經過專業人員用內窺鏡檢查多餘物。發動機出廠前的氣密性檢查試驗，採用氦質譜檢漏和皂泡法同時進行，但在皂泡法檢查時延長檢查每一個部位時間，特別是以往容易出現問題的地方，均觀察30秒以上。
在對一二級及助推發動機釺焊身部焊縫X光射線檢測中，由常規膠片檢測改進為數字化實時成像檢測，這是最大的一項技術改進。改變了以往底片影像變形大，黑度不均勻、工藝繁雜，不可調節的弊端，減少了評定難度，故障排除更為穩妥有效。
航天五院西安分院
傳回照片、“照亮”月背之路
中國航天科技集團五院西安分院為嫦娥四號探測器提供了測控天線、數傳子系統、測距測速敏感器（也稱落月雷達）等重要產品設備。
我國的探月工程分為“繞”“落”“回”三個步驟，目前已實現了“繞”和“落”。據西安分院嫦娥任務指揮陳嵐介紹，在探月工程任務中，西安分院承擔了關鍵的系統產品，為探月工程前兩步的實現發揮了關鍵的作用，研製的數傳系統設備，先後傳回了我國第一幅月面圖像、第一幅虹灣月面圖像、第一幅著陸月球、玉兔月面行走和嫦娥三號與玉兔“兩器互拍”圖片，人類第一幅距地7500萬公里處圖塔蒂斯小行星的圖片；研製的X頻段測控應答機成功驗證了我國深空測控體制，測控全向天線和信標天線為掌握嫦娥系列衛星與地面的通信及定位、定軌工作發揮了重要作用；研製的測距測速敏感器為嫦娥三號實現落月懸停和月面軟著陸作出重大貢獻。西安分院先後被評為首次探月工程突出貢獻單位、嫦娥二號探月工程突出貢獻單位，西安分院雷達所被授予探月工程嫦娥三號任務突出貢獻單位榮譽稱號，多名科技工作者受到黨和國家表彰。
在嫦娥四號任務中，西安分院為今年5月發射的嫦娥四號中繼衛星研製了測控分系統、天線分系統、中繼通信分系統，使得“鵲橋”可與地球保持全天候的通信，“照亮”了嫦娥四號駕臨月球背面之路。西安分院副院長和新陽表示，西安分院航天人研製的產品設備為探月工程發揮了關鍵作用，在未來將作出更多更大的貢獻，為早日把我國建成航天強國努力奮鬥。
科技揭秘
備份變首飛 這個嫦娥不一樣
——航天五院專家詳解嫦娥四號5大不同之處
12月8日凌晨，嫦娥四號在西昌奔向月球。一個細節引人關注，此次發射的嫦娥四號原本是嫦娥三號的備份。在嫦娥三號圓滿完成任務後，嫦娥四號被賦予了新的擔當——實現人類首次月球背面軟著陸和巡視勘察。備份變首飛，嫦娥四號與嫦娥三號相比共有五大不同之處。
——科學目標不同。嫦娥三號任務的科學目標是“測月、巡天、觀地”，即開展月球形貌與地質構造調查，進行月球內部的結構研究和日-地-月空間環境探測與月基天文觀測。而嫦娥四號任務的科學目標都是在月球背面完成的，包括實現月基低頻射電天文觀測，月球背面巡視區形貌、月球背面巡視區淺層結構探測等。
——工程目標不同 。嫦娥三號任務的工程目標有三個：突破月面軟著陸、月面巡視勘察；研製月面軟著陸探測器和巡視探測器，建立地面深空站；建立月球探測航天工程基本體系，形成重大項目實施的科學有效的工程方法。嫦娥四號將任務的工程目標鎖定在兩個“首次”：人類首次實現月球背面軟著陸和巡視勘察；首次實現地月L2點中繼星對地對月的測控、數據傳輸中繼。
——有效載荷不同。嫦娥四號與嫦娥三號的身形和“骨架”相同，攜帶的裝備卻大為不同。嫦娥三號攜帶的有效載荷大致可以分為三類：第一類是用來觀察月球的，第二類是用來觀測宇宙的，第三類是用來觀察地球周圍的等離子層的。“嫦娥四號即將降落的月球背面，對於不少科學研究來說具有天然的優勢。月背非常‘乾淨’，可屏蔽地球無線電干擾。”航天五院嫦娥四號探測器項目執行總監張熇說，根據著陸區域和科學目標的變化，科研人員對嫦娥四號攜帶的科學載荷做了很大調整，把8臺有效載荷帶往月球背面馮·卡門撞擊坑。
——著陸環境不同。嫦娥三號著陸區是月球正面的虹灣。那裡佈滿了月海玄武岩，地勢較為開闊、平坦，有利於科學勘察目標的選擇，當然也有利於與地球的通信聯繫。航天五院嫦娥四號探測器副總師吳學英介紹，嫦娥四號的主著陸區為月球背面靠近南極一個叫馮·卡門撞擊坑的地方，這裡著陸區面積比虹灣地區小了許多，嫦娥四號著陸器在凸凹不平的地方軟著陸，需要具有比嫦娥三號更準確的著陸精度。
——通信方式不同。對於落在月球背面、沒有任何通信信號的嫦娥四號來說，通信顯得難上加難。它無法向嫦娥三號那樣直接和地球上的“親人們”取得聯繫，“飛鴿傳書”的任務就落到“鵲橋”中繼衛星的肩上。通過早先發射併成功架設在地月拉格朗日L2點的中繼衛星，實施與地面的通信信號“接力”，嫦娥四號才得以與地球保持聯絡。 （據新華社西昌12月8日電 本組稿件除署名外首席記者 楊斌鵠 採寫）
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來源/西安日報 出品/日報總編室
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