人類已經發射過133個月球探測器！
首次月球背面著陸探測，
嫦娥四號有什麼能耐摘取這個第一？
今天凌晨，嫦娥四號探測器的發射堪稱完美！目前我國高軌運載能力最強的長征三號乙運載火箭準確地將嫦娥四號送入地月轉移軌道，但這對於嫦娥四號的奔月之旅來說，僅僅是開篇序章。經過大約四天的飛行，它將進入高度為100公里的環月軌道，繼續繞月飛行一段時間，等到其目的地進入月晝狀態，再按計劃實施軟著陸。
嫦娥四號的目標是完成人類歷史上航天器首次在月球背面的軟著陸，並開展巡視探測！由於那是一塊人類從未觸及的“處女地”，人們都期待，這次任務能夠取得一批具有原創性、領先世界的科學成果。
月球朝向地球始終是同一面
由於地球對於月球的“潮汐鎖定”作用，月球自轉和繞地球公轉的週期相等，因此月球朝向地球始終只有一面，也就是說，我們和我們的祖先，看到的是相同的半個月亮！但也正是肉眼的不可見，才讓月球顯得格外神秘，引發人們諸多猜想和好奇。
月球背面始終是科幻題材和各類謠言的重要主題
從1959年蘇聯發射的“月球一號”開始，人類對於月球的探測走過了近60年。據統計，在嫦娥四號之前，人類共發射過132個月球探測器，其中的激烈競爭，不必多言。為什麼月球背面軟著陸至今仍是空白？讓嫦娥四號有機會摘取這個“第一”呢？
難度之一：“風箏斷線”
地球與月背無法直接通信
人類的探測器已經無數次從月球背面飛過，之所以從未實施過軟著陸，最大難關就在於月背無法與地面直接通信，也就是說探測器變成了“斷線的風箏”。先不說落月過程中的瞬息萬變，就算落月成功，獲得的信息無法傳回地面，又有什麼意義呢？
嫦娥四號的解決之道，就是在今年五月提前發射“鵲橋”中繼衛星，由使其擔當探測器和地面之間的信息二傳手。從整個項目的角度，“鵲橋”本身就是嫦娥四號的一部分。目前，它正運行在月背上空的地月拉格朗日L2點，既能與地面通信，也能與月球背面通信。
即便有了“鵲橋”，地球和月背的通信“天塹”變“通途”，但也並非是“坦途”。
首先，信息經過“鵲橋”的週轉，來回之間的通訊時延從嫦娥三號的2.5秒左右，增加到了3秒以上。別看區區零點幾秒之差，處理不好，可能就會謬以千里。
其次，相比於地面站和遠望測量船上動輒直徑幾十米的大型天線，輕巧的“鵲橋”上4.2米的天線雖然已經做到最大，但是相對於“嫦娥四號”來說，“講話的聲音”還是顯得有些小了。因此，嫦娥四號上的測控數傳分系統“耳朵”就得更靈敏，同時，“鵲橋”和“嫦娥”彼此間“講話”，“語速”都得放得更慢一些。這就使得地面上發出同一個指令，嫦娥四號接收到需要花更多的時間，反應較嫦娥三號要“遲鈍”不少。
難度之二：大坑套小坑
月背地形崎嶇複雜
雖然還沒有人類探測器在月球背面成功著陸，但科學家們對月球背面的地形地貌掌握得很清楚。質量最高的月面圖像，就是由嫦娥二號所拍攝的，精度達到七米。
左：月球正面 右：月球背面
從月面照片來看，月球背面和正面有很大不同。月球有22個“海”，其實是火山噴發的熔岩填上了一個個撞擊坑。其中，月球正面佔到19個，而背面基本上都是山地、高原，有些地方極為陡峭，垂直落差達到12千米，比珠穆朗瑪峰的海拔還高。
嫦娥四號所要著陸的艾特肯盆地，接近月球的南極。相比於月球上其他撞擊盆地， 艾特肯盆地對於科學家們來說極具魅力，原因之一在於其面積巨大，直徑超過2000公里；原因之二在於其歷史古老，形成於大約40億年前的一次規模巨大的撞擊事件。大量月球內部的物質可能會在撞擊中被帶到接近月球表面的位置，因此對其開展探測，有望揭開更多關於月球起源和形成的奧秘。
右下藍色區域即為艾特肯盆地
體量巨大的艾特肯盆地，坑連坑，坑套坑，地形尤其複雜。嫦娥四號的目標——馮.卡門撞擊坑，周邊存在6公里左右的高度落差。探月工程的元老——葉培建院士曾經有過比方，如果說嫦娥三號落月是落在華北平原上，那麼嫦娥四號就好比要落在雲貴川地區，難度不言而喻！
看點前瞻：落、分、拍、睡、醒
對地通信要通過“鵲橋”中轉，落月過程步步驚心。因此，相對於嫦娥三號，嫦娥四號被賦予了更多的自主性。面對突發情況，靠地面指揮不趕趟，它可以自行判斷並做出正確應對！下面，我們就來“劇透”下嫦娥四號任務的諸多看點。
首先最重要的當然是“落”了，整個過程和嫦娥三號相似，依然是12分鐘左右。嫦娥四號進入落月程序後，在距離月面15公里的高度開始快速減速，邊往前飛邊下降，到距離月面6公里的高度時調整至垂直下降，到100米高度懸停，三維成像敏感器測繪地形，引導嫦娥四號精避障，最後以不大於每秒4米的速度落月。
緊隨其後的就是“分” ，指的是巡視器和著陸器的分離。巡視器的位置在著陸器的頂端，依照程序展開太陽帆板，升起桅杆。著陸器伸出導軌，巡視器沿著導軌駛上月面，在月球背面路上第一道轍。
嫦娥三號著陸器拍攝的“玉兔號”巡視器
第三個看點就是“拍”，巡視器繞著陸器半圈，兩器互拍，和嫦娥三號一樣，正面都有國旗。照片通過鵲橋回傳地面，花的時間會比較長。兩器互拍完成，就標誌著嫦娥四號任務取得成功。
“玉兔號”拍攝的嫦娥三號著陸器
接下來，嫦娥四號上的各項載荷會依次開機，進行測試和探測。
第四個看點是“睡”，就是當月夜到來的時候，巡視器要找一個合適的位置，合上一半太陽帆板，好比蓋上被子，熬過長達14天，最低溫度為零下180攝氏度的酷寒月夜。
第五個看點自然就是“醒”，當太陽重新升起，著陸器和巡視器重新醒來，繼續開展工作。過了這樣一個週期，我們就能對“嫦娥四號”期待更多！
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