「嫦娥奔月」：不再只是神話

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2018年12月8日凌晨2時23分，在西昌衛星發射中心，一架長征三號乙運載火箭成功地把嫦娥四號探測器送上了太空。在歷時將近一個月的旅程之後，2019年1月3日10時26分，嫦娥四號探測器自主著陸在了月球背面南極-艾特肯盆地（SouthPole-Aitken）的馮·卡門環形山/撞擊坑（Von Kármán）內，做到了人類探測器首次在月球背面軟著陸。

「嫦娥四號」傳回的月背影像圖

一個人類前所未有的科學探測之旅開始了。月球是地球唯一的天然衛星，它的自轉周期與圍繞地球的公轉周期相同，因此出現了「潮汐鎖定」（tidal locking）現象——它始終以同一面對著地球，地球上的人類因而只能看到大約月球表面的59%，其餘41%的月球表面似乎是永遠的隱沒於黑暗之中。因此，從地球的角度來說，月球的表面也就自然分為沖著地球的「正面」和背向地球的「背面」。這一次，嫦娥四號探測器所要探測的正是月球神秘的背面。

嫦娥四號軟著陸模擬動畫

正是因為地球上的人類只能看到月球的正面，很多人自然而然的想像月球的背面是其「暗面」，這一面沉浸在永久的黑暗之中。甚至曾有人想像，月球的背面其實是外星人探測地球的基地。而實際上，月球同樣在圍繞著太陽轉動，當月球與太陽位於地球的同一側時，它背向地球的背面就會被陽光照射，這個時候也正是人類探測那個區域的好時機。

圖片來自@中國探月工程

1959年，前蘇聯發射的「月球3號」太空船拍攝到了月球背面的第一張照片，這個神秘的區域第一次為人所見。隨後在1968年，阿波羅8號載人飛行任務離開了近地軌道進行繞月航行，三位太空人在月球軌道上航行了20個小時，人類第一次親眼見到了月球的背面。時至2009年，美國航空太空局發射的月球勘測軌道飛行器（Lunar Reconnaissance Orbiter）拍攝了更多高精度的月球背面照片，人類也依此繪制了更清晰的月球地圖。

盡管人類此前對於月球背面的形態已經有了大致了解，但是還從沒有對這個神秘的區域進行過實地考察，因此可以說嫦娥四號對月球背面進行實地探測的科學意義尤為重要——這不僅創造了一個人類歷史上的一個第一次，它還將在月球背面進行很多獨特的科學探測和準備。

月球的背面與正面在諸多方面都有很大不同。從外觀上看來，月球多有由冷卻的巖漿形成的表面相對平滑的大面積「月海」，差不多覆蓋了月球表面17%的區域，這些區域幾乎都在月球的正面，而且出於人們目前還無法理解的原因，月球正面的輻射強度要比背面更大。而月球的背面則不僅多山，也多是各種形狀，在各個時期形成的撞擊坑。探測顯示，月球背面的月殼也比正面更厚。科學家們相信，在形成初期，月球處於一種融化的，高溫液體狀態，之後才逐漸的冷卻下來。月球的背面冷卻速度相對更快，因此這一面的月殼厚度更大。

無論出於什麼原因，這顆地球的天然衛星正面與背面區別很大，這也就讓科學家們對於它的背面尤為好奇。另外因為一直背向地球，不會受到來自地球的無線電波的影響，月球背面也是人類進行太空探測的絕佳位置，能否在這里次設立天文望遠鏡？另外，在這個區域的巖石和土壤構成與正面有何不同，人類是否能夠加以利用？對於這些問題，嫦娥四號都會試著尋找答案。

嫦娥四號探測器動力下降過程降落相機拍攝的圖像

2019年的第一個新月將出現在1月6日，此時對於地球上的人類觀察者來說，月球幾近於隱沒，也正是在這個時候，月球的背面將沐浴在陽光的照射之下，此時正是嫦娥四號對這個區域進行細致探測和拍照的絕佳機會。根據此前的探測，這個區域的地址條件與月球其它區域的地質條件有明顯的不同，很有可能是在幾十億年前由一個小行星撞擊形成，嫦娥四號也將會對這個猜測進行驗證，考察月球形成初期的歷史。

嫦娥四號搭載了國內眾多高校的科學實驗項目，也與荷蘭，德國，瑞典和沙烏地等國有合作項目，攜帶了錄影頭，雷達和頻譜儀等科學儀器。在著陸之後，探測器將會巡視這個區域的地形，鑽研月球背面的土壤，檢測月球土壤和巖石的成分，測量月球背面中子輻射劑量等月球環境探測的參數，並研究太陽風對於月球表面的影響。除此之外，嫦娥四號還裝備了一個微型生物實驗室。它攜帶著一個3公斤重的容器，里面裝了馬鈴薯，擬南芥等植物的種子和蠶卵，它將在月球背面的微重力環境中進行生物學實驗，在生物實驗室內把溫度維持在1至30度之間，並精確的控制濕度和養分，讓陽光照射進來，觀察植物的種子是否能發芽，蟲卵能否順利的孵化。

在月球的背面進行探測，由於月球自身的阻擋，嫦娥四號無法與地球進行直接聯絡，只能借助中繼的傳輸。嫦娥四號升空之前，在2018年的5月21日，就由長征四號丙運載火箭在西昌衛星發射中心將「鵲橋號」中繼衛星送上了太空。它攜帶了一個直徑5米的傘狀天線，可以為嫦娥四號與地球之間的通信進行中繼服務，不僅如此，鵲橋號還可以為未來更多的月球背面探測器向地球傳送數據。

嫦娥四號中繼星「鵲橋」的飛天之旅

嫦娥四號探測器只是中國一系列月球探測計劃中的一環。在嫦娥四號完成任務之後，計劃中的嫦娥五號和六號月球探測器又將更進一步，帶著月球的巖石和土壤樣本返回地球。

對於中國人來說，月球似乎有著獨特的意義。千百年來，中國人對於這顆地球的自然衛星寄托了深厚的感情。無數的詩詞歌賦都是以月亮為題，所謂「月有陰晴圓缺，人有悲歡離合」，中國人願意相信，自身命運的發展，感情的走向，都在冥冥之中與這個在夜空中不斷變化形狀的天體有關。如今，中國製造的探測器正在探測月球不為人知的另一面，這是中國人聰明才智的結晶，也必定會引發國人更深層的思索和感慨。