嫦娥四号如何“看到”月球背面？

　　月球是地球唯一的天然卫星，陪伴地球已经超过45亿年。它对地球地轴指向、自转稳定、周期潮汐、夜晚照明等有着巨大意义。

　　众所周知，月球的自转和公转周期相同，导致了它只有一面对着地球，我们在地球上永远没法直接看到月球背面。在过去的60年内，人类已经发射了超过百个月球探测器，其中有65个月球着陆器，但由于月球整体的阻拦，背面成了地面通信和测控的禁区，即便到了载人航天时代，也仅有非载人的环绕月球轨道器和载人的阿波罗号看到过月球背面，从未有宇航员或探测器就位探测过这一片区域。

　　正因如此，人类关于月球背面的阴谋论和传言甚嚣尘上，有的人说，月球背面有外星人基地，有外星人飞船还有三眼外星人尸体；也有人说，当年美国宇航员登月后全程就被外星人监视着，更是受到了外星人警告……这些传言甚至出现在各种科幻作品中，演绎着充满各种想象力的故事。

　　中国探月嫦娥四号任务，将首次探访神秘的月球背面，在我们看不见的地方实现软着陆和巡视探测。但要去月球背面并不容易，其中一大难题就是“通信”——人类在地球上不仅从未见过月球背面，通信信号也会被阻隔。如何解决通信难题呢？最好的办法就是在地月拉格朗日L2点布置一颗中继卫星，距离月球大约6万至8万公里。L2点本身与地球之间也被月球遮挡了，不过地球和月球引力可以使中继卫星沿着围绕L2的所谓光晕轨道运行，这样就可以同时“看到”月球背面，也能“看到”地球，为嫦娥四号着陆器和月球车在月球背面软着陆和月面工作提供信号传输和测控支持。

　　2018年5月21日05时28分，我国在西昌卫星发射中心用长征四号丙运载火箭，成功将嫦娥四号任务鹊桥号中继星发射升空；6月14日11时06分，鹊桥号中继星成功实施轨道捕获控制，进入环绕距月球约6.5万公里的地月拉格朗日L2点的使命轨道。这就为嫦娥四号在月球背面与地球之间的通信搭起了“鹊桥”。

　　嫦娥四号在月球背面着陆点是南极艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内。SPA盆地被认为是太阳系内最大、最古老的撞击坑，保存了原始月壳的岩石，具有极高的科学研究价值。另一方面，冯·卡门撞击坑的南部地势相对较为平坦，在着陆安全性、热控、光照、测控通信等方面，具有较为有利的条件和较强的工程可实现性。

　　针对月球背面的复杂地形条件、中继通信新的需求以及此次任务的科学目标等，嫦娥四号任务在嫦娥三号的技术基础上，对着陆器和月球车进行了着陆导航策略、测控通信分系统和有效载荷等，进行了适应性改进。

　　2018年12月，嫦娥四号着巡体将在西昌卫星发射中心用长征三号乙（CZ-3B）运载火箭发射，送入倾角28.5°、近地点高度200 km、远地点高度约42万 km的地月转移轨道，正式开启揭开月球背面神秘面纱的征程。

　　嫦娥四号经过8-9天的地月转移飞行，在近月点实施制动，实现月球捕获后进入 100 km环月圆轨道；在环月圆轨道运行期间，择机实施轨道机动，进入100 km×15 km的椭圆轨道，并择机在近月点实施减速、调整、接近、悬停、避障、缓速下降，最后在月球背面冯·卡门撞击坑完成软着陆。

　　着陆后，着陆器与月球车组合体首先要完成太阳翼展开并充电、定向天线展开并指向地球、推进剂钝化等一系列月面初始化工作。接着，月球车与着陆器配合完成解锁分离、转移释放、驶离等动作，月球车到达月面。此后，在中继星的支持下，着陆器开展就位探测，月球车按照任务整体规划逐个探测点进行科学探测，并把探测数据传回地面。

　　当前，月球探测仍然是主要航天国家的关注热点。嫦娥四号任务实施，将突破地月L2点轨道精确设计与控制技术，实现首次在地月L2点的测控、数传中继；突破复杂地形环境条件下的导航控制技术，实现人类首次月球背面软着陆和巡视勘察；首次在月球背面开展地形地貌、月壤、月尘、月壳、射电天文、月球撞击等多方面探测研究。这在国际上极具开拓性和创新性，将开辟人类月球探测的新领域，树立国际探月征程上新的里程碑。