嫦娥四号（上）──出发远征

qwer222 · 发表于: 2018-12-8 13:23:00

源自：中国新闻网

原文标题：航天专家：嫦娥四号与嫦娥三号有五大不同

　　中新社西昌12月8日电（记者：孙自法）原本为嫦娥三号任务备份的嫦娥四号8日凌晨成功发射，并将实现人类航天器首次登陆月球背面。抓总研制嫦娥三号、四号月球探测器的中国航天科技集团所属中国空间技术研究院航天专家表示，备份的确是嫦娥四号原本的使命，但在嫦娥三号圆满完成任务后，嫦娥四号被赋予实现人类首次月球背面软着陆和巡视勘察这一全新任务。

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嫦娥四号的科学任务主要是开展月球背面低频射电天文观测与研究；开展月球背面巡视区形貌、矿物组份及月表浅层结构探测与研究；试验性开展月球背面中子辐射剂量、中性原子等月球环境探测研究。中新社记者孙自法摄
　　为此，中国空间技术研究院探月团队使嫦娥四号成为与嫦娥三号不同的全新航天器，概括起来两者有科学目标、工程目标、有效载荷、着陆环境和通信方式等五大不同。
　　科学目标方面，嫦娥四号任务均要在月球背面完成，包括实现月基低频射电天文观测、月球背面巡视区浅层结构探测和月球背面巡视区形貌、矿物组份探测。嫦娥四号探测器项目执行总监张熇说：“因为没有别的探测器到过月球背面，所以不论是探地形还是探月壤成分，应该都是人类第一次获得一手数据。”
　　工程目标方面，嫦娥四号任务锁定两个国际首次：首次实现月球背面软着陆和巡视勘察；首次实现地月L2点中继星对地对月的测控、数传中继。
　　有效载荷方面，嫦娥四号将降落月球背面，其着陆器携带地形地貌相机、降落相机、低频射电频谱仪等4台有效载荷和1台生物科普载荷，巡视器上共携带全景相机、红外成像光谱仪、测月雷达等4台有效载荷，并将把8台有效载荷带往月球背面冯·卡门撞击坑。
　　着陆环境方面，嫦娥四号探测器副总师吴学英介绍说，嫦娥四号的主着陆区为月球背面靠近南极的冯·卡门撞击坑，这里着陆区面积比嫦娥三号的虹湾地区小许多，因为月球背面山峰林立，大坑套小坑，很难找出再大一些、平坦一些的地方。因此，嫦娥四号着陆器在凸凹不平“巴掌大”的地方软着陆，需要具有比嫦娥三号更准确的着陆精度。
　　通信方式方面，嫦娥四号与地球“飞鸽传书”的通信任务由“鹊桥”中继卫星承担，通过已成功发射并架设在地月拉格朗日L2点的“鹊桥”中继卫星，实施与地面的通信信号“接力”，保障嫦娥四号与地球通信联络。
　　中国空间技术研究院透露，除上述五大不同外，该院探月团队还聚焦嫦娥四号新任务、新环境、新状态、新风险，从轨道设计、动力下降策略、休眠唤醒策略等方面进行系统设计，并突破一系列关键技术。
　　嫦娥四号成功发射实现首次月球背面软着陆

天雨ai2 · 发表于: 2018-12-8 11:23:00

源自：央视

原文标题：嫦娥四号为何凌晨发射？需绕月飞行大半个月？多项技术确保准时奔月

　　今天（12月8日）02时23分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器，开启了月球探测的新旅程。

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央视记者王刚：在我身后的就是长征三号乙运载火箭，现在发射塔架已经完全打开，再过几分钟，嫦娥四号探测器将升空，开启人类首次月球背面软着陆探测之旅。
　　火箭升空后，地面测控人员全程跟踪测量，经过约19分钟的飞行后，星箭开始分离。
　　央视记者李厦：在大屏幕上我们看到火箭和探测器顺利实现了分离，这一刻也标志着我国月球探测一段新的旅程正式开启。

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西昌卫星发射中心主任张学宇：现在我宣布，此次发射任务取得圆满成功。
　　嫦娥四号探测器后续将经历地月转移、近月制动、环月飞行，最终实现月球背面软着陆，开展月球背面就位探测及巡视探测，并通过已在使命轨道运行的“鹊桥”中继星，实现月球背面与地球之间的中继通信。
　　西昌卫星发射中心副部长李本琪：如果往月球背面的话，就涉及到整个测控在中继以后有一些延时，这些延时对我落月和图像传输会不会有一些影响，我们嫦娥四号这么做也为将来的月球探测积累更多的一些经验。
　　探月工程嫦娥四号任务新闻发言人于国斌：每个环节可以说风险还是非常大的，未来还有将近30天的时间才能够完成在月球背面着陆。
　　嫦娥四号任务将瞄准两大目标，一是研制发射月球中继通信卫星，实现国际首次地月拉格朗日L2点的测控及中继通信；二是研制发射月球着陆器和巡视器，实现国际首次月球背面软着陆和巡视探测。在科学探测方面，嫦娥四号探测器将开展月球背面低频射电天文观测与研究等任务。

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探月工程嫦娥四号任务新闻发言人于国斌：特别是利用月球背面电磁环境洁净的特点，将实现月球背面低频的天文观测，这个将实现0.1到40兆的低频频段的观测，在世界上也将是首次。
　　同时，嫦娥四号任务还开展了4项科学载荷方面的国际合作，搭载了3项由国内高校研制的科学技术试验项目。
　　为相会半夜启程绕月行等“天明”
　　“嫦娥四号”任务虽然整个过程将历时一个多月，但“嫦娥四号”的出发时间和降落时间都有着精准到分秒的设计，来保证这次人类首次月背软着陆任务的圆满成功。

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为何选择在凌晨发射？
　　在我国探月工程中，“嫦娥四号”探测器与“嫦娥三号”一样，都选择了在凌晨发射，这是由于它们都要着陆到月球，而和月球交会的时间和落月的时间都是受到约束的。
　　航天科技集团五院嫦娥四号总设计师孙泽洲：探测器要成为月球的卫星，然后再着陆到月球上去，其实它跟月球是个交会的过程。这个机会是很短暂和唯一的。因为就交会两条路过来的这两个物体，它只有在这个时候做一个相对的减速，它俩才能成为一体。

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为何要绕月飞行大半个月？
　　所以，经过精确计算，“嫦娥四号”的发射时间定在了凌晨。而跨越万里来到月球后，“嫦娥四号”却并不着急着陆，它绕月飞行的时间比“嫦娥三号”要多出十几天，这又是为什么呢。
　　航天科技集团五院嫦娥四号总设计师孙泽洲：我们希望在（着陆区当地）上午的时候着陆到月面。我们第一次近月制动之后，这轨道面到我们着陆区上方的时候，正好是着陆区的晚上。

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孙泽州介绍，为了让探测器落到月球上就能得到充分的太阳光能以便展开工作，就需要在月球的白天着陆。由于月球自转的周期刚好是28天，也就是说在月球上的“一天”相当于地球上的一个月，所以在月球黑夜开始绕月飞行的“嫦娥四号”探测器就要等上大约半个月，才能让它赶在月球的白天实施着陆。
　　从月球背面探索宇宙的奥秘
　　“嫦娥四号”探测器将实现世界首次月球背面的软着陆和巡视探测，那么我们为什么要去探索月球背面？“嫦娥四号”又将在那里完成哪些科学任务呢？
　　增加设备获得月背多个一手数据
　　“嫦娥四号”原本是“嫦娥三号”的备份，因此也继承了“嫦娥三号”上的全景相机、测月雷达、地形地貌相机等科学探测设备。同时，增加了一台低频射电频谱仪，科学家们希望能在对月球背面的探测中获得多个第一手的数据。
　　航天科技集团五院嫦娥四号总设计师孙泽洲：月球（背面）可以很好地屏蔽地球本身的低频辐射，可以给他创造一个相对好的低频的环境，噪声相对比较低，它就可以更有效的来探测宇宙间太阳发过来的低频的探测信号。

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搭载四台国际载荷共享科学数据
　　除了我国自主研制的主载荷外，“嫦娥四号”任务还与荷兰、沙特、德国以及瑞典等国家合作搭载了4台国际载荷，这在我国探月工程中也是首次。通过国际合作，在降低成本的同时，共享更多的科学数据。

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瑞典航天局太阳系统科学部部长约翰·科勒：我们的载荷是要测量太阳风和月球背面的月表的相互作用，这将会是拓展人类对太阳系认知的重要机会。中国是目前唯一在进行月球探测的国家，这对我们是一次难得的机会。

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月表生物实验有望开出“第一朵花”
　　此外，“嫦娥四号”任务还将试验性地开展月基密闭环境下的生物科普试验。搭载了马铃薯种子、拟南芥种子以及昆虫卵到达月球表面进行栽培和孵化，目标是在月球表面实现动植物的一个生命周期，搭载的两种植物种子将生根发芽，有望开出月球表面第一朵花，这也将是人类第一次在月球表面进行生物实验。
　　多项技术确保嫦娥四号准时奔月
　　由于地球和月球位置关系在不断变化，此次“嫦娥四号”奔月的轨道高度，从“嫦娥三号”时的38万公里提升到了42万公里，不仅如此，这条更远的奔月路，对火箭的可靠性和适应性也提出了更高的要求。

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抓住窗口期一年仅一次
　　要想让嫦娥四号顺利地和月球交会，就要在特定的时间把它发射上去，这个发射时间也叫做发射窗口。由于要考虑到地球和月球之间相互运动的关系，嫦娥四号的发射窗口设定在了12月8日～9日两天。

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西昌卫星发射中心副总工程师庄轲：（发射窗口）主要是基于探月轨道的特殊性设计的，我们从地球上往月球这个轨道飞，一年就只有这么一个窗口期，如果错开了这次窗口，就得等到明年了。
　　每天两个一共四个发射窗口
　　同时，发射窗口的设定还要考虑探测器的飞行轨迹、发射场位置和火箭运载的能力，这让发射窗口的选择需要精确到秒。为了确保在最合适的这两天把“嫦娥四号”发射出去，火箭系统为“嫦娥四号”设置了每天两个，一共四个发射窗口。

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航天科技集团一院长三乙遥三十火箭总指挥金志强：我们要从几百条弹道（发射轨道）中去优选出最佳的弹道（发射轨道）来适合于任务的需要。第一个窗口的话，有效的发射时间只有两分钟，那么这两分钟之内你没打出去，还有一个窗口是一分钟，那么第二天也是这样。

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更改技术65项提升火箭可靠性
　　采用不同的发射轨道来应对多个发射窗口，这样就可以有效降低发射风险。然而此次选择的四个窗口时间间隔很近，这首先要求长三乙火箭本身非常可靠。
　　航天科技集团一院长三乙遥三十火箭总指挥金志强：如果临时某个产品出问题，你要来更换，那么在这么短的时间之内，可能你就来不及了。那么必须做到你的产品可靠性非常好。相对嫦娥三号任务，我们这次关于技术状态更改方面有65项，确保它的可靠性提升。

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推迟24小时仍具备发射能力
　　那么如果确实需要推迟发射，长三乙火箭能否适应发射窗口的变化呢？由于长三乙火箭是使用了一部分的液氢、液氧低温燃料，按照传统的操作模式，一旦第一天没能发射，重新组织发射需要一周以上时间，这就肯定要错过发射窗口。
　　航天科技集团一院长三乙遥三十火箭总指挥金志强：低温加注以后，能不能够坚持24小时？我们专门针对这个问题，进行了很多的技术研究和攻关，提出了一个叫做低温推进剂加注以后，推迟24小时具备发射这种能力。

一对山 · 发表于: 2018-12-8 11:23:00

源自：新京报

原文标题：都是“奔月球正面”，嫦娥四号为何要“月背探险”？

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2018年12月8日2时23分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器，开启了月球探测的新旅程。图/视觉中国
　　12月8日凌晨2时23分，中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器，开启了月球探测的新旅程。
　　嫦娥四号探测器后续将经历地月转移、近月制动、环月飞行，最终实现人类首次月球背面软着陆，开展月球背面就位探测及巡视探测，并通过已在使命轨道运行的“鹊桥”中继星，实现月球背面与地球之间的中继通信。
　　此前并无探测器在月球背面着陆过
　　按照中国的探月计划，此次嫦娥四号的科学任务主要是开展月球背面低频射电天文观测与研究；开展月球背面巡视区形貌、矿物组份及月表浅层结构探测与研究；试验性开展月球背面中子辐射剂量、中性原子等月球环境探测研究。
　　尽管早在1959年苏联的月球3号传回了第一张月球背面图片，1966年月球9号成为人类第一个成功软着陆在月表的探测器（着陆器），1969年7月21日02:56（世界时）美国宇航员尼尔奥尔登阿姆斯特朗更是踏上月球表面，并留下了千古传诵的金句：“个人的一小步，人类的一大步”，但所有一切都是在月球正面的探索，迄今仍无月球车和探测器在月球背面着陆，更没有人的足迹踏上月球的背面。
　　中国的嫦娥四号月球车和探测器在月球背面着陆，是人类以不同方向和不同地点探索月宫的划时代的第一次，因此既是中国人的一大步，也是人类探月的重要里程碑。
　　“月背探险”有望深入解开月球之谜
　　嫦娥四号“月背探险”也意味着，今天人们将把遥望星空、了解月球和解读人、地球、月球和星空的现实与未来联系起来，并且有可能解答一个亘古的命题──我们是谁，来自哪里，为何出现在地球上，月球对人类和地球生物的诞生有什么意义等。
　　今天，人们已经知道，地球上的生命演化约有40亿年时间，最初的生命是在海洋中产生的，生物演化又经历过数次从海洋到陆地，再从陆地到海洋的嬗变，这一切都离不开水。月球、太阳的引力又与地球上的海洋有千丝万缕联系，这也注定了月球与地球生命和人类的演化有关。
　　可直到今天，人类对月球的了解少得可怜，只有不同民族的传说和神话在支撑着人们对月球的了解。由于月球绕地球公转的周期和月球自转的周期相同，月球始终如一地以同一相貌面对地球和人类。
　　尽管月球还是那个月球，但地球上的人一直看不到月球的背面，也因此而激发了人类千万年来强烈的好奇心：月球背面到底有什么？
　　嫦娥四号探测器到达月球背面，将让人类了解以前所不知晓但又急切想了解的月球背面的境况，包括月壤、水分、生物。

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“嫦娥四号”在西昌成功发射升空，将在月背软着陆。图/视觉中国
　　虽然看不到月球背面，但过去人们通过月球卫星进行遥感观测得知，月球背面和正面迥然相异，背面的地壳比正面要厚得多、古老得多，月球背面有更多、更深的陨石坑，估计月球背面还有巨大水源、冰原。这比关于月球的神话更为丰富多彩。
　　当嫦娥四号探测器着陆于月球背面，并在后续的巡视探测中获得月球背面的图片、影像，甚至表面和内部的样本，月球的神秘面纱必将慢慢揭开，不仅能满足人类的好奇心，还可以深入地解开某些月球之谜，如月球来自何方，如何形成，是否有生物，是否适宜人类居住和未来的移民等。
　　“探”、“登”、“驻”三步走，奔月球背面仍是“探”
　　在月球背面着陆并进行探月研究，也体现了技术的创新和探月能力的增强。就目前看，嫦娥四号属于中国探月工程的一小部分，也是中国庞大的月亮探测计划的一个重要部分。
　　中国的探月计划分为“探”、“登”、“驻”，第一大步就是探，以无人探测器探测月亮，又分为3小步，分别是“绕”、“落”、“回”。
　　现在，中国已经完成了“绕”，正在实施“落”，而“回”的任务将由嫦娥五号完成，即由无人探测器和月球车采集月样并返回地球。再后面的任务是载人登月，最后是长久性地驻扎月球，进行实地研究。
　　当这些任务一步步完成之时，人类对月球及星空的了解和理解会渐次深入，人类来自哪里、在宇宙中的位置，以及未来人类是否可以在星空中重建类似地球这样的家园等谜团，也能逐步得以解答。而为了解开这些谜团去深入探索的过程，本就打动人心。

⊙张田勘（科普作家）

　　编辑：仲鸣胡博阳　校对：王心

问薇千柔 · 发表于: 2018-12-8 08:53:00

源自：央视

原文标题：“嫦娥”为什么要在夜里发射？在月球背面着陆真的很难吗？

　　今天凌晨，“嫦娥四号”探测器顺利发射升空，后续它将进行人类历史上首次月球背面软着陆，展开月球背面就位探测及巡视探测，开启中国探月工程全新旅程。

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　　但是，“嫦娥”的发射时间为什么选择在夜里？“嫦娥”的“座驾”有何特别？在月球背面着陆难度有多大？要经过哪些步骤？你知道吗？

“嫦娥四号”发射时间是如何设定的？
　　“嫦娥四号”任务虽然整个过程将历时一个多月，但“嫦娥四号”的出发时间和降落时间都有着精准到分秒的设计，来保证这次人类首次月背软着陆任务的圆满成功。
　　在我国探月工程中，“嫦娥四号”探测器与“嫦娥三号”一样，都选择了在凌晨发射，这是由于他们都要要月球着陆，和月球交会的时间和落月的时间都是受到约束的。↓↓↓

“嫦娥”的座驾，了解一下？
　　此次成功发射“嫦娥四号”月球探测器的长征三号乙运载火箭，是我国长三甲系列火箭家族的一员，它也是用于发射月球探测器的专属座驾。
　　长三甲系列运载火箭是由长征三号甲、长征三号乙、长征三号丙三种大型低温液体运载火箭组成，是我国长征系列运载火箭高强密度发射的主力军。从2007年到2018年，长三甲系列火箭先后将“嫦娥一号”到“嫦娥四号”四型月球探测器以及一型“再入返回飞行器”送入预定轨道，发射成功率百分之百。↓↓↓

“嫦娥四号”的奔月路
　　这次的地月旅行，嫦娥四号要跨越42万公里的距离，这次，长三乙火箭送嫦娥走的是直飞月球的航线，这可是为探测器省时省力的一条捷径，也是国际上奔月的主流方式。经过1000多秒的飞行过程，火箭把探测器送到地月转移轨道的入口，剩下的路就要靠探测器自己走了。
　　从今天凌晨的发射算起，嫦娥四号最终要到达月球，还要经过大约20多天的飞行。它到达月球要经历哪些步骤？↓↓↓

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着陆月球背面难度有多大？
　　“嫦娥四号”是第一次着陆在月球背面的人类航天器，而要着陆到月球背面，探测器可能遇到怎样的风险和挑战，我们的探测器又做了怎样的准备呢？
　　据悉，要探索月球背面，选择合适的着陆点很重要。我国在进行首次月球软着陆任务，也就是“嫦娥三号”任务之前，不仅获取了高分辨率的全月图，还对预选的着陆区“虹湾”进行了高精度的成像。而此次，“嫦娥四号”的着陆区──月球背面的“冯卡门”撞击坑，不仅没有精确的成像作为参考，同时地形要比“虹湾”更加复杂。
　　崎岖的地势不仅不利于寻找合适的着陆地点，地势忽高忽低也会影响探测器对距月面高度和相对速度的判断，这对着陆过程的影响更加致命。为此，探测器在导航控制上进行了特殊设计。↓↓↓

对未来深空探测有什么意义？
　　除了基本的科学任务，“嫦娥四号”任务本身也是我国多项深空探测技术的一次“大考”，为未来探索更加遥远的星体探路。
　　“嫦娥三号”任务时，因为无法获得太阳能，探测器在月夜期间是完全断电，所有电子设备都不进行工作的。而这一次，“嫦娥四号”探测器却做了特别的尝试，它将利用供热系统来给设备供电。
　　在嫦娥四号任务中，它们将首次测量月夜期间月壤的温度。这种方式对未来探索距离太阳较远、难以利用太阳能的行星探测任务有着重要的借鉴意义。

⊙记者：吴杰李厦王世玉周维欣陶嘉树王刚

　　嫦娥四号成功发射实现首次月球背面软着陆

帮5买 · 发表于: 2018-12-8 08:42:00

源自：中国科学院国家天文台

　　编者按：尽管人类探月已有六十多年，但截至目前，还没有任何一个航天器在月球背面着陆。今晨，我国发射的嫦娥四号探测器，将实现人类首次月球背面着陆探测。下面让我们跟随欧阳自远院士的讲述，一起来了解一下月亮背面的秘密。

为什么只能看到月球正面？
　　月球自西向东以逆时针方向自转，同时也围绕地球以逆时针方向公转。由于“潮汐锁定”，月球自转一周的周期与围绕地球公转一周的周期相等，约为28个地球日。

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　　最终形成了月球始终以“正面”朝向地球，“背面”始终背向地球的状态。
　　由于月球的“天平动”，在地球上能看到59%的月面，几乎整个月球背面难觅真容。

没有大气层会怎样？
　　月球的表面没有大气层包围，接近于真空，这也直接导致了和地球的许多与众不同之处。
　　月球表面不刮风、不下雨、空中没有云层，没有任何天气变化。不论是白昼还是夜晚，月球的天空一直是漆黑的。

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　　在月球上仰望星空，与在地球上相比会更璀璨；在月球背面看星星，它们会比在月球正面看更明亮。
　　由于没有大气层，月球没有介质传导声音，因而月球表面是一个没有任何声响的世界，是一个死寂的世界。

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　　月球表面也没有温度的传导，昼夜温差极大。月表平均温度为白昼107℃，最高达到130℃；夜晚平均温度为-153℃，最低达到-180℃。

月球表面都有啥？
　　1609年，伽利略第一次用自制望远镜看到了月球表面。伽利略看到月球正面布满了暗色的巨大斑块，他把这些认为是月球上的海洋，由于海水反光弱，因此呈现出暗色的斑块。这些暗色斑块被命名为“月海”，如雨海、丰富海、静海、风暴洋等。
　　后来人们发现其实月球表面一点液态水也没有，这些巨大的暗色斑块是31~39亿年前，由玄武岩堆积形成的广阔平原。

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　　与月海对应，月球正面颜色明亮的部分被称为月陆，它比月海高出2000-3000米，由月球早期岩浆分异形成的斜长岩组成。这类岩石颜色较浅，能反射出更多的太阳光。由于形成的早，裸露在月表的时间较长，因此月陆上的撞击坑比月海上的更密集。这些撞击坑都以著名科学家和思想家的名字来命名。
　　1959年苏联发射“月球”三号绕月卫星，第一次向世人展示了月球背面的真容。后续的探测，使月球背面的图像愈来愈清晰。

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　　月球的正面与背面的地形差异很大，月球的22个月海，有19个分布在月球正面，占到整个月球表面积的四分之一；月球背面则以月陆为主。

在月球背面能“看”到啥？
　　来自宇宙空间低于5兆赫兹的甚低频电磁波辐射，由于受到地球电离层屏蔽，难以在地面上观测到。月球正面能够完全屏蔽地球电磁波对月球背面的干扰，使月球背面成为天然的电磁波“洁净”环境。

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　　因此在月球背面进行观测，才能获得非常“干净”的甚低频电磁波谱，从而可以研究太阳爆发、太阳系行星的低频射电场，进行地外行星的射电观测，窥探第一批恒星诞生的图景，乃至更早的宇宙初创。

帮5买 · 发表于: 2018-12-8 08:42:00

源自：新浪科技-自媒体综合

　　综合源自：星空早知道、澎湃新闻、装备科技、知识就是力量等
　　北京时间12月8日凌晨2时23分，中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器，开启了中国月球探测的新旅程。

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　　嫦娥四号后续将经历地月转移、近月制动、环月飞行，最终实现人类首次月球背面软着陆，开展月球背面就位探测及巡视探测。

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搭载嫦娥四号探测器的长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心静待发射。梁珂岩摄

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搭载嫦娥四号探测器的长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心点火发射。梁珂岩摄

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搭载嫦娥四号探测器的长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心点火发射。梁珂岩摄
　　通过已在使命轨道运行的“鹊桥”中继星，实现月球背面与地球之间的中继通信。

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搭载嫦娥四号探测器的长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心腾空而起。梁珂岩摄
　　通过实施嫦娥四号任务，我国将实现两个“第一次”：第一次实现人类探测器月球背面软着陆；第一次实现人类航天器在地月L2点对地对月中继通信。同时，嫦娥四号有望获得一批重大的原创性科学研究成果，并将为深空探测领域军民融合、创新发展积累重要经验。

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　　“嫦娥”家族有多厉害，又各自肩负什么样的使命呢？

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深度解读
　　先说重点：2018年12月8日凌晨，“嫦娥四号”探测器发射升空，实现人类首次月球背面软着陆。

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　　2013年12月14日降落到月球正面的“嫦娥3号”着陆器，即将发射的“嫦娥4号”长得跟她基本一样。这张图像由“玉兔”号月球车拍摄。源自：中科院国家天文台

问题一：什么“是嫦娥计划”？

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“嫦娥一号”可以说是我国开始走向深空探测的第一步源自：见水印
　　“嫦娥”计划是中国探月工程的名称。最早，我们国家在1994年的时候，就进行了有关探月活动必要性和可行性的相关研究。此后，经过充分论证，中国科学院于2000年基本确定了我国开展月球探测的科学目标。
　　随后又是10年的等待，反复研究，论证，中国的探月工程终于在2004年得到正式立项，并被命名为“嫦娥工程”，这是我们国家第一次离开地球轨道，飞向另一颗星球的计划。
　　在2006年2月由国务院发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006～2020）》中，第一次明确将“载人航天与探月工程”列入了国家16个重大科技专项这一。按照工程规划，“嫦娥工程”分为“绕”，“落”和“回”三步走。”绕“就是发射围绕月球的轨道器；“落”就是实现在月球表面的软着陆；“回”就是要把一部分月球的岩石和土壤带回地球做研究。

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中国探月工程“嫦娥工程”的徽标，可以窥见让中国人的脚印第一次印在月球上的雄心壮志源自：国家航天局

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“嫦娥计划”实施日程表源自：裴照宇等，深空探测学报，2015年6月

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2014年，“嫦娥5号T1”实验飞行器“小飞”绕飞月球后安全返回内蒙古着陆场，这是为日后月球取样返回乃至载人登月做的技术准备源自：新华社

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“嫦娥5号T1”实验飞行器“小飞”飞行轨道示意图源自：裴照宇，王琼，田耀四，深空探测学报，2015年6月
　　这个计划执行的怎么样了？很多人可能略有耳闻，但说不清楚。实际上，我们已经分别在2007年和2010年发射了“嫦娥1号”和“嫦娥2号”，这两颗都是月球轨道器，实现了“绕”的第一步骤；5年前的2013年，“嫦娥3号”在虹湾降落成功，并释放月球车，实现我们第二步的“落”；
　　未来，我们将通过“嫦娥5号”进一步实现“回”，即月面无人取样返回的目标。而实际上，为了实现难度最大的第三步取样返回，我们一直在紧锣密鼓实施各项技术试验，其中最具代表性的就当属2014年10月份发射的“嫦娥5号T1”试验飞行器，它的目标很明确，验证从月球轨道的高速大气返回技术，这正是“嫦娥5号”甚至以后的载人登月计划中所需要的技术环节之一。

问题二：通俗的说一下，“嫦娥4号”是做什么的？

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玉兔号拍摄的，位于远处“月平线”上的“嫦娥三号”着陆器源自：中科院国家天文台

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在月面行驶的“玉兔号”月球车，“嫦娥3号”着陆器拍摄。“嫦娥4号”携带的巡视器，也就是“玉兔二号”，和她的姐姐“玉兔号”是基本一样的源自：中科院国家天文台
　　首先，说一下“嫦娥4号”的“身世”。航天是高风险行业，可以说发生意外并不意外。因此，很多航天国家在研制探测器时一般都会一次做两个一模一样的，一个叫“主份”，另一个叫“备份”。比如“嫦娥2号”就是“嫦娥1号”的备份，如果“嫦娥1号”出现意外，2号就会顶替1号，“坚决完成任务”。
　　但是因为我们都知道，“嫦娥1号”非常成功，那么“嫦娥2号”也不能浪费是不？但也不能简单重复一号的工作啊，怎么办？我们的科学家们决定：改造二号，使其承担更进一步，更具有风险的绕飞任务，并为后续的“嫦娥3号”着陆区进行详细勘测。就说一个方面，“嫦娥1号”飞行时，距离月面有200公里，而“嫦娥2号”最近时高度仅有15公里！要知道月球上是起伏不平的，有很多上千米的高山！

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“嫦娥3号”着陆点示意图（右侧浅色长条）源自：中科院国家天文台

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左上方的“虹湾”即为“嫦娥3号”的着陆区，注意右侧“嫦娥1号”的撞击点，在完成任务后，“嫦娥1号”主动撞击了月面源自：《中国航天》2014年第1期
　　为什么这样做？一方面是为了拍摄更加清晰的“嫦娥3号”预定着陆区图像，仔细查看那里是不是有过多的石块等对着陆可能产生威胁的因素；另一方面，“嫦娥3号”在着陆时，同样会先变轨到15公里高度，随后开始缓慢下降，这其实是对后续着陆月球的测控技术的一种提前演练，意义不可谓不重要。
　　说了这么多，跟“嫦娥4号”有什么关系？很简答：“嫦娥4号”就是“嫦娥3号”的备份星。尽管出现了一些意想不到的故障，但2013年的“嫦娥3号”仍然基本完成了我们计划中“落”的目标，于是和前面一样，作为备份的“嫦娥4号”任务在2014年被批准立项，进行各项改装，准备放手去执行更加大胆的计划。是什么呢？着陆到月球背面去！
　　是的，过几天就将升空的“嫦娥4号”将会降落到月亮的背面去。这是人类的第一次。

问题三：为什么要去月球背面？那里没人去过吗？

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1959年，人类首次远远一窥月球背面的模样。图像由苏联“月球3号”拍摄源自：wiki
　　是的，没人去过。人类早在1959年就通过苏联发射的“月球3号”卫星第一次看到了月球背面的模样，但也只是远观而已，从未有着陆器实现在月球背面的降落考察。
　　由于“嫦娥3号”已经实现了我们原计划中第二步“落”的目标。说句不好听的大实话：作为备份星的“废品利用”，“嫦娥4号”就有了进行更大胆，当然在科学上也更可能有收获的任务的底气和可能性。
　　那么为什么我们最终选择了月球背面？

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图一：月球的“同步自转”现象：由于月球自转的方向与周期，与它自己围绕地球公转的方向和周期是一样的。这样导致的一个结果是，月球永远以同一面朝向地球。换句话说，我们在地球上只能看到同一面的月球，我们看不到它的背面源自：space.com

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图二：中间是地球，月球围绕地球公转。请注意，图中太阳在左侧，阳光会照亮半个月球。根据月球上的标记物，你会留意到，随着月球公转一周，它的地表各处都经历了白天和夜晚。所谓“月之暗面”是不存在的谣言源自：space.com
　　在讲述之前，首先我们需要明确几个关于月球的基本知识点（此处敲黑板），以免一部分读者感到困惑。顺便，如果屏幕前的你是一位高中生，而你竟然也对以下的论述感到困惑，那就说明你没有学好高一地理，看完赶紧回去复习。
　　第一，参见图一：月球永远以同一面朝向地球，换句话说，月球有一面是我们在地球上永远也看不到的，这就是月球的背面，而即将在本周六升空的“嫦娥4号”探测器，正是在那里着陆──人类历史上的一次；
　　第二，参见图二：月球背面并不是永恒的黑夜，所谓“月之暗面”是不存在的。简单的解释就一句话，请读者体会：月球是永远以一面朝向地球，而不是以一面朝向太阳。换句话说，月球表面每个地方都会有白天和晚上，月亮上的一天大约是28天不到一点，所以“广寒宫”里的白天大概相当于我们“人间”的14天，夜晚也是大约14天；

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基于“嫦娥1号”数据构建的全月球地图。左侧为正面，我们熟悉的月球；右侧是我们地球上看不到的背面。红字标出了SPA盆地位置源自：中科院国家天文台

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“嫦娥4号”的预定着陆区“冯·卡门环形山”。冯·卡门是我国航天的奠基人，火箭专家钱学森在美国加州理工读书时的恩师，美籍匈牙利科学家，世界著名的空气动力学家源自：吴伟仁，王琼等，深空探测学报，2017年4月
　　按照目前可以查询到的一些资料，“嫦娥4号”的预定着陆点是位于月球背面南极–艾特肯（South Pole-Aitken，SPA）盆地内的冯卡门（Von Karman）撞击坑。SPA是一个直径达到2500公里，最深处超过13公里的超级大盆地。这是整个月球上已知最大，最古老，深度也最大的撞击盆地，事实上，SPA盆地被认为很可能是整个太阳系内最大、最古老的撞击盆地，这里保存了原始月壳的岩石，具有极高的科学研究价值。冯卡门撞击坑位于SPA盆地的中部，直径约186 km，中心坐标为（44.8°S，175.9°E）。
　　该撞击坑是SPA盆地中典型地貌类型，物质成分和地质年代具有明显的代表性。撞击坑内的钍、氧化铁、二氧化钛等含量均较高，同时物质组成的异常空间分布可能提供该地区火山活动以及月壳活动线索，有利于开展月壳活动研究，并对月幔玄武岩起源研究有重要意义。因此，冯卡门撞击坑具有较高的科学探测价值，被认为是未来载人月球探测的候选着陆点之一。

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冯·卡门环形山周围区域高程地图，地势上大致北高南低，有利于自北向南实现降落源自：王慧慧，孟治国等，深空探测学报，2018年2月
　　另一方面，冯卡门撞击坑的南部地势相对较为平坦，按照设计，届时“嫦娥4号”将从北往南飞行并逐渐降低高度，从着陆航迹上看，冯卡门撞击坑地形起伏较小，有利于保障着陆过程安全。最后，其纬度与“嫦娥3号”的虹湾着陆区相近，在着陆安全性、热控、光照、测控通信等方面都有一定的经验，具有较为有利的条件和较强的工程可实现性。
　　但同样重要，甚至更为重要的一点是：月球背面极为适合进行射电天文观测。由于地球拥有大气层，很多波长的电磁波是无法抵达地面的，另外，在某些波段上，地球上大量的无线电设备，大气中的闪电，极光等现象都会对观测数据产生严重干扰，甚至让观测难以进行。

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所谓的“大气窗口”。地球的大气层就像一扇窗户，它允许某些频率波长的电磁波透过，但阻挡另一些透过。画面右侧可以看到，长波低频波段的电磁波几乎被完全屏蔽。而月球背面则是极为理想的观测地点，科学家们渴望去那里进行观测。12月8日，他们的梦想即将开启源自：wiki
　　但是月球背面却完全没有这些问题：这里没有大气，由于月球背面永远背对地球，因此这里屏蔽了所有来自地球的信号干扰，唯一的干扰就是太阳辐射。而在夜晚，当太阳落山之后，这里就成了开展低频射电天文观测的绝佳地点。
　　“嫦娥4号”任务搭载了相应的科学设备，将在人类历史上首次在月球背面开展低频射电天文观测，有望填补人类在100~ 1 000 kHz射电天文观测的空白，有望在太阳风激波、日冕物质抛射和高能电子束流的产生机理等方面取得原创性的成果。

问题四：落到月球背面，“嫦娥4号”怎么跟地球保持联系？

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“鹊桥”中继卫星在月球背面与地球之间建立信号链路示意图源自：国家航天局
　　好问题！你想到了吗？
　　的确，前面说到，月球的“身子”能挡住来自地球的干扰，当然同样也能挡住通讯信号。人类历史上所有的月球着陆器无一例外都是降落在月球的正面，也就是我们从地球上能够看到的那一面，原因很简单，它需要和地球进行通讯。这也是为何当年争相开展月球探测的美苏两国最终都没有进军月球背面的原因之一，换句话说，他们才不是因为怕那里有什么外星人基地！
　　怎么解决呢？我们的方法是发射一颗中继卫星，它被放置在地球与月球之间的第二拉格朗日点（L2点）上。这是地球与月球两者引力的平衡点之一，在这个位置上，中继卫星只需要消耗很少的燃料就能够长期运行。

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图中的L2点即为地球-月球之间的5个引力平衡点之一，“鹊桥”正在那里运行，等待为“嫦娥4号”提供通讯支持源自：wiki

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“鹊桥”工作原理示意图源自：吴伟仁，王琼等，深空探测学报，2017年4月
　　而这个位置的好处就在于，它能够同时将地球，以及月球背面纳入视野，从而扮演两个原本被隔绝的地点之间的“通讯联络员”。
　　我们可以做这样的比喻：就想在足球场上踢球，你（嫦娥4号）想传球（信号）给远处的队友（地球），可是你们中间有一个人高马大，长得跟胖虎差不多的对方防守队员（月球球体），为了把球传给对方，你决定“曲线救国”──你把球（信号）传给了远处的另一位队友（中继卫星），由他再把球传给在对手身后的你的队友（地球）。
　　为执行“嫦娥4号”计划服务的中继卫星名叫“鹊桥”，它已经在2018年5月21日顺利发生升空，此时此刻已经在地月L2点上准确运行，等待“嫦娥4号”飞船的到来。

问题五：能否说说“嫦娥4号”自身的基本情况？带了哪些科学设备？

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“嫦娥4号”任务载荷搭载情况表源自：吴伟仁，王琼等，深空探测学报，2017年4月
　　好，说了那么多，是该说说“小四”本身了，但这里我没有更多的细节照片可以给到大家，还是以文字为主，还请谅解。
　　“嫦娥4号”由着陆器、巡视器和中继星组成。中继星、着巡组合体分别发射，将实现人类航天器首次月球背面软着陆，利用运行于地–月拉格朗日L2点的中继星“鹊桥”完成着陆器与巡视器与地面的通信。
　　着陆器与巡视器组成的所谓“着巡组合体”发射质量约3780 kg，它们将一起降落月面，随后释放漫游车（即“巡视器”）。其中着陆器设计寿命6个月，巡视器设计寿命3个月。总的来说，着陆器和巡视器基本继承了“嫦娥3号”的状态，但也根据新的任务需求进行了适应性更改，特别需要提及的是，为进一步深入认识月球特性，获取第一手工程参数，着陆器将开展月夜期间月壤温度测量。为此采用基于238Pu同位素热源（RHU）的同位素温差发电器（RTG），在月夜期间既可提供不小于2.5 W的电功率，还能提供大量热能用于舱内温度控制。
　　换句话说，“嫦娥4号”除了太阳能板之外，还带了一块“核电池”，可以在夜晚的时候开展一些科研观测，而不必像3号那样一到晚上就得睡觉。

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“嫦娥4号”着巡组合体外观源自：吴伟仁，王琼等，深空探测学报，2017年4月
　　搭载的科学载荷部分：
　　针对“嫦娥4号”任务的三大科学目标和国际合作需求，探测器共配置了9台科学载荷，其中包括6台国内研制载荷和3台国际合作载荷：
　　其中，着陆器配置了4台科学载荷，包括国内研制的降落相机、地形地貌相机、低频射电频谱仪以及与德国合作的月表中子与辐射剂量探测仪。
　　1）降落相机：用于在着陆器降落过程中动态拍摄着陆区域的光学图像；
　　2）地貌相机：用于获取着陆区月表图像并监视巡视器月表移动；
　　3）低频射电频谱仪：用于探测0.1~40 MHz范围内的太阳低频射电特征和月表射电环境；
　　4）月表中子与辐射剂量探测仪（中德合作）：用于测量月表包括带电粒子、γ射线和中子的综合粒子辐射剂量及LET谱，测量月表快中子能谱和热中子通量，为未来载人登月安全活动和月表综合粒子辐射模型修正提供最新数据支持；
　　巡视器配置了4台科学载荷，包括国内研制的全景相机、红外成像光谱仪、测月雷达以及与瑞典合作的中性原子分析仪。
　　1）全景相机：用于获取巡视区的月表图像；
　　2）红外成像光谱仪：用于获取巡视探测点的月表光谱数据和几何图像数据；
　　3）测月雷达：用于探测巡视路线上的月壤厚度和月壳浅层结构；
　　4）中性原子分析仪（中瑞合作）：用于观测巡视探测点0.01~10 KeV能量范围内的能量中性原子及正离子，这将是国际首次在月表开展能量中性原子探测；
　　另外，中继星上也配置了1台科学载荷，即与荷兰合作的低频射电探测仪，用于探测来自太阳系内天体和银河系的 0.1~80 MHz低频射电辐射，为未来太阳系外的行星射电探测提供重要的参考依据。

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“嫦娥3号”相机拍摄的月球表面环境，远处有一个撞击坑源自：中科院国家天文台
　　利用剩余空间，“嫦娥4号”还将进行几项搭载试验项目，主要有以下几项：
　　1）月球轨道超长波天文观测微卫星（以下简称微卫星）；
　　2）月面微型生态圈科普载荷；
　　3）月球中继激光测距项目；
　　以下逐项简单介绍
　　1）月球轨道超长波天文观测微卫星
　　2018年5月21日发射中继卫星“鹊桥”时，利用CZ-4C运载火箭剩余的运力，搭载发射了两颗由哈工大研制的微卫星，分别命名为“龙江一号”和“龙江二号”。两颗微卫星分别搭载一台超长波探测仪，在月球轨道进行深空编队飞行关键技术演示验证，开展超长波天文干涉测量，进行超长波全天空图像获取、射电频谱测量、太阳和系内行星超长波射电活动观测等探索性研究。
　　其中一颗微卫星还搭载了一台沙特阿拉伯研制的微型光学相机，开展地月空间成像。遗憾的是，其中一颗小卫星“龙江一号”在抵达月球轨道时出现故障，未能实现计划中的编队观测。但“龙江二号”传回了中国版的“地球升起”照片，很是精美。

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哈工大研制的两颗小卫星在月球轨道编队飞行示意图源自：吴伟仁，王琼等，深空探测学报，2017年4月

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整装待发的“龙江”小卫星，黑龙江研制源自：新华社
　　2）月面微型生态圈科普载荷
　　在着陆器上搭载了一个重量大约3 kg的月面微型生态圈，内含植物种子及昆虫卵，构成简单生态系统，验证在月面太阳自然光照条件下植物的光合作用原理，观测月面低重力条件下动植物的生长状况，积累构建太空生命保障系统的技术与经验，并向公众普及生物学知识。这也是人类第一次在月亮上做这样的生物学实验，对于探索以后人类在月球生活的一些问题具有意义。
　　微型生态圈搭载的生物物种暂定为马铃薯种子和家蚕卵（似乎还有拟南芥Arabidopsis）。采用圈柱式结构，通过顶部10 mm直径的光导管将太阳光引入设备内部，提供植物生长所需能源；采用聚酯薄膜保温层和半导体冷热片，实现载荷内部温度控制；采用着陆器供电与锂硫特种电池，协同实现昼夜连续供电。通过内置摄像头对生物生长过程进行图像拍摄并传回地面。

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由“龙江二号”小卫星搭载，沙特阿拉伯阿卜杜勒国王科技城研制的相机拍摄的“地球升起”画面源自：央视网

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中国和沙特两国高层出席沙特相机回传图像的发布仪式源自：央视网
　　3）月球中继激光测距
　　在中继星上搭载1.6 kg重的单体17 cm大孔径中空角锥反射镜，配合地面0.5m口径激光发射望远镜和1 m口径激光接收望远镜，进行月球和中继星之间的激光测距，预计单程测距误差优于15 mm。
　　该项目将实现国际首次超过地月距离下的纯反射式激光测距实验，为“嫦娥4号”中继星提供轨道校验数据，并为未来月球激光测距科学实验和下一代月球激光反射器研制提供技术验证。在此之前，我们只在美国和苏联的探测器上实现过地月距离上的激光测距。

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“嫦娥4号”中继星搭载，用于激光测距实验的角反射镜设计图源自：吴伟仁，王琼等，深空探测学报，2017年4月

探月工程那些事

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　　2007年，嫦娥一号任务实现绕月探测，实现了中华民族千年奔月梦想。

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　　2010年，嫦娥二号成功发射，获得国际最高的7米分辨率全月图和月球虹湾地区1.5米高分辨率局部影像图，飞至150万公里远的日地拉格朗日L2点进行环绕探测，此后对700万公里外的图塔蒂斯小行星进行高精度飞越探测，不断刷新中国高度。

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　　2013年，嫦娥三号成功落月并开展月面巡视勘察，探月工程“绕、落、回”三步走的第二步战略目标全面实现，嫦娥三号着陆器成为了在月球表面工作时间最长的人造航天器。

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　　2014年，再入返回飞行试验任务圆满成功，突破和掌握了航天器以接近第二宇宙速度再入返回关键技术，对我国月球及深空探测乃至航天事业的持续发展具有重大意义。
　　探月工程各项任务的连续成功，开启了中国人走向深空、探索宇宙奥秘、增进人类福祉的时代。

帮5买 · 发表于: 2018-12-8 07:42:00

源自：知识就是力量

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原文标题：“嫦娥四号”发射成功，将首次到达月球背面！带你回顾人类探月征程

　　图文作者：庞之浩（空间探测首席传播专家）
　　审稿：丁溯泉（曾任北京跟踪与通信技术研究所工程师、中国载人航天工程办公室高级工程师，现任北京天问空间科技有限公司总经理）
　　我国成功发射“嫦娥四号”月球探测器，它将在飞行27天后，着陆于月球背面预选着陆区，成为世界第一个在月球背面软着陆和巡视探测的航天器。自古以来，人类就对神秘的月球有着极大的兴趣，也在不断探索月球的秘密。今天，我们就一起来回顾人类漫漫的探月征程！
　　月球是离地球最近的一个星球，所以从古至今人类一直对它很感兴趣。尤其是月球上有一些地球上稀有的宝贵资源、能源和特殊环境，开发它们可以造福于人类，推进科学发展；了解月球的起源对认识地球的起源和演变有帮助；它也可成为人类向外空发展的理想基地和前哨站。

1
探月三部曲
　　截至2017年底，人类总共发射了132个左右的月球探测器，其中美国60个，苏联64个，中国4个，日本2个，欧洲1个，印度1个，成功率大约为50%，其中早期探月失败很多。在这一过程中，全球月球探测大致经历了三个发展阶段：

第一阶段
　　1958～1976年的美苏空间竞赛引发的首次探月高潮阶段。当时苏联和美国展开了以探月为中心的空间竞赛，发射了上百个形态各异的月球探测器，苏联有3个系列月球探测器，美国有5个系列月球探测器等。此外，美国还进行过6次载人登月。其主要目的是进行太空争霸，开展空间探索。

第二阶段
　　1976～1994年的深入研究探月意义的冷静思考阶段。在此阶段只有日本进行过1次探月活动。其原因是随着冷战形势的缓和；已经或准备探月的国家或组织开始总结探测活动耗资大、效率低和探测水平不高的经验与教训，然后提出新的探测思路和战略；利用这一时期把月球探测技术向各领域转化、推广和应用；积极加速研制新的空间往返运输系统和高效探测的装备；用较长时间进行探测资料的消化、分析与综合，将月球科学研究提高到更高理性认识的阶段。

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日本首个月球探测器飞天号与所携带的造箭室号子探测器（顶部）

第三阶段
　　从1994年起至今开展的第二次探月高潮阶段。因为通过大量地总结和分析以往探月的经验、教训和成果表明，探月具有多方面意义，对人类社会具有重要的推动作用。美国于1994年1月21日和1998年1月6日分别发射的“克莱门汀”、“月球勘探者”探测器，发现月球两极存在大量水冰，从而进一步激发了人类新的探月热情，于是拉开了第二次探月高潮的序幕。在进入21世纪后，全球探月再掀高潮，并呈现出许多与以往不同的新特点。

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美国“月球勘探者”在轨飞行示意图
　　随着政治、科技和经济等各方面发生的巨大变化，第二次探月热潮与冷战时期开展的第一次探月热潮有明显的不同，比如：

▲　探测月球的目的由冷战时期主要满足政治和科学需要，改变为把科学探索和经济利益相结合，以探测月球资源为主，为未来月球资源开发、利用打基础。

▲　探月的规模更宏大，采用的技术更新。在第二次探月热潮发射的各类月球探测器无一失败，这表明人类的探月技术有了较大提高。

▲　打破了20世纪只有美苏2个国家对月球探测的垄断局面，欧洲、日本、中国、印度和美国等国家或组织都纷纷进行月球探测，并还将有越来越多的国家参与，且逐渐转变成以国际合作方式为主。

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采用国际合作的印度月船-1飞行示意图
　　随着月球探测技术水平的不断提高，探测月球的方式也越来越多，从而使月球探测的广度和深度不断扩大。从月球近旁飞过或在其表面硬着陆的探月方式已不采用了，现在和可以预见的将来主要采用以下探月方式：

▲　用绕月探测器的方式取得信息，这样能有较长的探测时间并获取较全面的资料。

▲　探测器在月球表面软着陆，以固定或漫游车的方式进行实地考察、拍摄探测和取样分析等。

▲　用载人或不载人探测器在月面软着陆后取得样品返回地球，进行实验室分析。

▲　进行撞击式探测，它与早期的硬着陆不同，是一种新兴起的探测方式，主要是探测月球的内部结构和组成，发挥探测器的余热。当然，也有专用撞击器。

▲　在月球建立永久性载人基地，以开发和利用月球的资源、能源和特殊环境，并为载人火星航行开道铺路。

2
国外月球探测进程
　　在冷战时期，主要是苏美进行以政治目的为主，科学目的为辅的探月竞争。
　　苏联1959年1月2日发射的月球-1实现了人类首次飞越月球。此后一直到1976年，苏联先后发射了24个“月球”系列探测器，进行了巡视探测、采用返回探测等活动。苏联还发射过“宇宙”、“探测器”系列月球探测器。

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苏联研制的世界第1辆能在月面自动行走的月球车
　　美国早期实施过6个探月计划，即“先驱者”、“徘徊者”、“勘察者”、“月球轨道器”、“探险者”系列月球探测器和“阿波罗”系列载人登月飞船。

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美国1966年5月30日发射的勘测者-1着陆器
　　尽管第一次探月高潮是以政治目的为主，但还是促进了一系列航天科学技术的新发展，带动了一系列新技术的创新与推广应用，大大提高了人类对月球、地球和太阳系的认识，使月球探测取得了划时代的成就。
　　冷战后，越来越多的国家参与了探月俱乐部，使探月呈现出精彩纷呈的新局面。1990年1月，日本在发射了飞天号月球探测器，打破了美苏对探月的垄断。
　　1994年1月25日，美国发射了“克莱门汀”月球探测器，获得了当时最详细的月球表面图像，并发现月球南极可能埋有大量的水冰。

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美国“克莱门汀”拍摄的月球表面图像
　　1998年1月7日，美国发射了“月球勘探者”探测器，再次证实月球上有水冰，它在寿命末期撞击了月球南极一座环形山内侧的山壁，以确定是否存在水源。但遗憾的是，实施撞击后未观测到有水蒸气出现，原因有多种。
　　2003年9月27日上天的欧洲斯玛特-1主要成就有两项：一是试验太阳电推力技术；二是对月球进行研究和绘图。斯玛特-1是世界第1个正式应用太阳能电推进系统飞向月球的空间探测器。

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欧洲斯玛特-1扫描月面示意图
　　2007年9月14日上天的日本月女神-1-由1个主探测器和2个子探测器组成，有些仪器的探测精确度是以往同类仪器的10～100倍。

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日本月女神-1于2007年10月31日拍摄的月面照片
　　2008年10月22日上天的印度月船-1具有体积小、质量轻、造价低、眼神好等特点。其装有1个月球撞击器，并采用国际合作方式。
　　2009年6月18日，美国用1枚火箭发射了2个月球探测器──“月球勘测轨道器”和“月球坑观测与感知卫星”。前者在距月面50千米圆轨道飞行，分辨率优于1米，为目前世界最高，且仍在工作；后者是世界首个专用撞击式月球探测器，它于2009年10月9日猛烈撞击了月球。

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美国“月球坑观测与感知卫星”释放“半人马座”上面级撞击器示意图

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目前仍在运行的美国“月球勘测轨道器”
　　2011年9月10日，美国发射了“月球重力恢复和内部实验室”（简称“圣杯”）。它运行在月球上空50千米的近圆形月球极轨道，由两个一模一样的绕月探测器组成，主要任务是更精确地测量月球的重力场，研究月球的起源和演变。它于2012年底完成使命，进行了撞击式探测。

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美国圣杯-A、B在轨工作示意图
　　2013年9月7日，美国发射了“月球大气和尘埃环境探测器”。其任务是分析月球稀薄大气组成成分，研究月球表面尘埃作用，了解未来月球探测活动可能对月球环境造成的影响，以及月球环境可能会对未来前往探测的人员和探月计划本身有何影响。它还进行了月地激光通信传输试验，通信速率达到以往方式的6倍。2014年4月18日，由于燃料耗尽，它按计划高速撞击了月球背面。

3
中国月球探测进程
　　随着我国经济和科技的不断发展，从2004年起，我国开始实施月球探测工程，即“嫦娥工程”。“嫦娥工程”采用绕月探测、落月探测和月球采样返回探测，即“绕、落、回”三步走发展战略实施，在工程和科学方面都取得了显著成果。

“绕”：
　　发射绕月探测器，对月球进行全球性普查。它原定通过发射嫦娥一号、二号绕月探测器来完成，其中嫦娥二号是嫦娥一号的备份。后来由于嫦娥一号表现出色，嫦娥二号绕月探测器改作探月第二阶段的技术先导星。

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中国嫦娥一号绕月探测器
　　2007年10月24日，我国发射第一个月球探测器嫦蛾一号。它运行在距月面约200千米高的圆形极轨道上，于同年11月20日传回第1幅月面图像，从而竖起了继东方红一号、神舟五号之后，我国航天的第三个里程碑。
　　在嫦娥一号上有8种科学仪器，用于获取月球表面三维立体图像，探测月表不同物质的化学元素和地月空间环境，首次用微波探测仪测量月壤的厚度。

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嫦娥-1拍摄的月面三维立体图
　　在超额完成各项任务后，为了积累落月过程控制和轨道测定方面的经验，嫦娥一号于2009年3月1日受控撞击了月球丰富海区域。它比原计划多飞117天；飞行期间经历3次月食；传回1.37TB有效科学探测数据。
　　嫦娥一号获取了世界第一幅全月图，以及月表化学元素分布和矿物含量及月壤分布和近月空间环境等数据，填补了我国在探月领域的空白。

“落”：
　　发射携带月球车的落月探测器在月面着陆，对着陆区附近进行区域性详查。它原定通过发射嫦娥三号、四号落月探测器来完成，其中嫦娥四号是嫦娥三号的备份，后来嫦娥二号也用于这一阶段任务，用于突破关键技术。

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嫦娥二号通过“俯冲”对嫦娥-3预选着陆区进行高分辨率成像
　　由于落月探测要突破等一系列关键技术，技术跨度和实施难度较大。因此，为了降低风险，在发射嫦娥三号之前，先于2010年10月1日发射了嫦娥二号。嫦娥二号运行在距月面100千米高的极轨道上，设计寿命半年，分辨率7米，主要完成两大任务：一是对新技术进行试验验证，对未来的预选着陆区进行高分辨率成像；二是获得更加丰富和准确的探测数据，深化对月球的科学认知。
　　2011年4月1日，嫦娥二号半年设计寿命期满后，进行了拓展试验，例如，2011年8月25日，嫦娥二号在世界上首次实现了从月球轨道出发，受控进入日地拉格朗日2点环绕轨道，使我国成为第3个造访拉格朗日2点的国家和组织。
　　2012年6月1日，嫦娥二号又成功变轨，进入飞往小行星的轨道。同年12月13日，嫦娥二号与图塔蒂斯小行星“擦肩而过”。它使我国成为世界第4个探测小行星的国家，开创了我国航天一次发射开展多目标多任务探测的先河。

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嫦娥二号拍摄的图塔蒂斯小行星
　　嫦娥三号是探月二期工程的主任务。2013年12月2日，我国成功把嫦娥三号直接送入地月转移轨道。12月14日，嫦娥三号在月面软着陆，首次实现了我国对地球以外天体的软着陆。12月15日，嫦娥三号着陆器与月球车互相拍照，使我国成为世界第3个掌握落月探测技术的国家。它使我国取得了跨越式进步，直接获得了丰富的月球数据，并经受了着陆、移动和长月夜生存三大挑战。

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嫦娥三号月球着陆器实景，其上的国旗采用特殊工艺和特殊合成树脂、颜料，可始终保持鲜艳颜色

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嫦娥三号着陆器拍摄的玉兔号月球车
　　在月球背面着陆进行探测，对研究月球和地球的早期历史具有重要价值。另外，月球背面可屏蔽来自地球的各种无线电干扰信号，因而在那里能监测到地面和地球附近的太空无法分辨的电磁信号，有望取得重大成果。
　　不过，由于在地球上永远看不到月球的背面，所以在月球背面着陆的探测器不能直接和地球站进行无线电通信。为此，我国先把“鹊桥”送入地月拉格朗日2点晕轨道。在这个轨道，“鹊桥”能同时看到地球和月球，此后在月球背面着陆的嫦娥四号与地球站之间提供通信链路。

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“鹊桥”工作示意图
　　2018年5月21日，我国发射世界首颗月球中继星“鹊桥”，6月14日进入使命轨道。同年12月8日，我国发射嫦娥四号。它飞行27天后，着陆于月球背面预选着陆区，成为世界第一个在月球背面软着陆和巡视探测的航天器。
　　作为嫦娥三号的备份，嫦娥四号仍是由着陆器和巡视器组成，但是因为嫦娥四号与嫦娥三号的科学目标差异很大，因此两者所装载的科学载荷有明显变化，更换了部分科学载荷，其中有3台是国外的。嫦娥四号有三大科学任务：
　　①对月球背面的环境进行研究；②对月球背面的表面、浅深层、深层进行研究；③用低频射电探测仪探测宇宙天体。

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与嫦娥三号着陆器相比，嫦娥四号着陆器增加了几根长长的低频射电天线

“回”：
　　发射月球采样返回器，。它在月面特定区域软着陆并采样，然后把月球样品带回地球进行精查。它原定通过发射嫦娥五号、六号采样返回器完成，其中嫦娥六号是嫦娥五号的备份，后来又增加发射了嫦娥五号飞行试验器，用于掌握嫦娥五号以接近第二宇宙速度的高速再入返回关键技术。
　　嫦娥五号飞行试验器于2014年10月24日升空了。11月1日，试验器的返回器在内蒙古着陆。这是我国航天器第一次在绕月飞行后再入返回地球，它的成功表明，我国已全面突破和掌握航天器以接近第二宇宙速度的高速再入返回关键技术。

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嫦娥五号飞行试验器的返回器成功在着陆区预定区域降落

4
未来探月前景
　　2019年，印度将发射月船-2探测器。它由一个轨道器、一个着陆器和一辆月球车组成。其任务是演示验证在月球上的软着陆能力，对月球表面进行矿物和地质等方面的测绘和分析，探测月球上是否有水。

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印度月船-2的着陆器和巡视器
　　同年，日本将发射“月球调查智能着陆器”。它将把着陆点精确控制在距离目标区域数百米的范围内；落月时将实现月表地形的快速评估，迅速辨认可能的登陆障碍物；落月后将研究月球材料和表面微量气体，为今后的载人登月做准备，并为无人探测器考察火星积累经验。此后，日本还将发射月女神-2月球车。
　　2019年，我国将发射嫦娥五号采样返回器，它是我国探月工程三期的主任务，由上升器、着陆器、轨道器、返回器四个部分组成，完成探月工程的重大跨越──带回2千克月球样品。嫦娥五号不仅要完成落月，还要攻克“采样”、“封装”、“上升”、“对接”、“高速返回地球”等技术难题。嫦娥五号送到月球轨道后将两两分离，轨道器-返回器组合体留在轨道，着陆器-上升器组合体在月面上降落。着陆后，着陆器用两个机械手进行月面采样和钻孔取样，并将样品放入上升器携带的容器里进行封装；随后上升器从月面起飞，与轨道器-返回器组合体交会对接，把样品转移到返回器后分离；轨道器-返回器组合体踏上归途，以接近第二宇宙速度飞到距地球几千千米时分离；最后返回器在预定着陆点降落。未来，中国还将对月球两极进行着陆探测，建立月球科研站，最终实现载人登月的梦想。

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嫦娥-5结构
　　美国计划在2020年以后进行载人绕月飞行，然后与俄罗斯合作建立深空之门──月球空间站，最终将通过国际合作建立月球基地，为载人登火星奠定基础。

谁说的等待 · 发表于: 2018-12-8 07:42:00

源自：中国空间技术研究院

⊙作者：潘晨

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　　嫦娥四号是不是嫦娥三号的备份或者复制品？不少“航天迷”朋友们心中存有这个疑问。
　　据抓总研制嫦娥四号探测器的中国空间技术研究院（以下简称“研究院”）的科研人员介绍，备份的确是嫦娥四号原本的使命，但在“三姐”圆满完成任务后，“四妹”被赋予了新的担当──实现人类首次月球背面软着陆和巡视勘察。可以说，这是一次真正意义上的首飞，也随之带来了一系列的新问题、新挑战。为此，研究院科研人员精心设计与研制，使嫦娥四号“脱胎换骨”，成为与“三姐”不同的全新的航天器。备份变首飞，让我们通过五大不同来领略嫦娥四号的非凡之处。

科学目标不同
　　嫦娥三号任务的科学目标是“测月、巡天、观地”，即开展月球形貌与地质构造调查，开展月表物质成分和可利用资源调查，进行月球内部的结构研究和日～地-月空间环境探测与月基天文观测。

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　　而嫦娥四号任务的科学目标都是在月球背面完成的，包括实现月基低频射电天文观测，月球背面巡视区形貌、矿物组份探测和月球背面巡视区浅层结构探测。“因为没有别的探测器到过月球背面，所以不论是探地形还是探月壤成分，应该都是人类第一次获得一手数据”，嫦娥四号探测器项目执行总监张熇说。

工程目标不同
　　通过实施重大航天实践推动工程的进步，是中国航天跨越发展的重要途径和经验，月球探测工程更是如此。嫦娥三号任务的工程目标有三个：突破月面软着陆、月面巡视勘察；研制月面软着陆探测器和巡视探测器，建立地面深空站；建立月球探测航天工程基本体系，形成重大项目实施的科学有效的工程方法。习近平总书记评价：“嫦娥三号任务圆满成功，为我国航天事业发展树立了新的里程碑，在人类攀登科技高峰征程中刷新了中国高度！”

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　　站在这样的起点上，嫦娥四号向着更高的山峰攀登，将任务的工程目标锁定在两个“首次”：国际上首次实现月球背面软着陆和巡视勘察；首次实现地月L2点中继星对地对月的测控、数传中继。

有效载荷不同
　　嫦娥四号与嫦娥三号的身形和“骨架”相同，携带的装备却大为不同。
　　嫦娥三号携带的有效载荷大致可以分为三类：第一类是用来观察月球的。主要设备包括全景相机、地形地貌相机、测月雷达等；第二类是用来观测宇宙的。主要由月基光学望远镜承担；第三类是用来观察地球周围的等离子层，各有各的用处，相互配合。

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　　嫦娥四号即将降落的月球背面，对于不少科学研究来说具有天然的优势。“月背非常‘干净’，可屏蔽地球无线电干扰”，嫦娥四号探测器项目执行总监张熇说。因此，根据着陆区域和科学目标的变化，科研人员对嫦娥四号携带的科学载荷做了很大的调整，把8台有效载荷带往月球背面冯·卡门撞击坑。着陆器携带地形地貌相机、降落相机、低频射电频谱仪等四台有效载荷和一台生物科普载荷，巡视器上共携带全景相机、红外成像光谱仪、测月雷达等4台有效载荷。值得一提的是，嫦娥四号探测器携带了2个“国际范儿”的有效载荷，分别由德国和瑞典研制。

着陆环境不同
　　嫦娥三号着陆区是月球正面的虹湾。那里布满了月海玄武岩，地势较为开阔、平坦，位于大型撞击坑、月海、高地（山脉）交汇地区，有利于科学勘察目标的选择，当然也有利于与地球的通信联系。

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　　据探测器系统项目产品保证经理吴学英介绍，嫦娥四号的主着陆区为月球背面靠近南极一个叫冯·卡门撞击坑的地方，这里着陆区面积比虹湾地区小了许多，因为月球背面山峰林立，大坑套小坑，很难找出再大一些、平坦一些的地方，供嫦娥四号安身。因此，嫦娥四号着陆器在凸凹不平“巴掌大”的地方软着陆，需要具有比嫦娥三号更准确的着陆精度。

通信方式不同
　　不论人类的探测器飞到多远，都需要深空测控通信系统作为联络的“纽带”。由于深空任务周期长、通信时延大、链路带宽有限、信号微弱等原因，使得深空测控通信实现起来更为困难，无论对星上设备还是对地面设备等都带来新的挑战。对于落在被月球遮挡、没有任何通信信号地方的嫦娥四号来说，通信显得难上加难。它无法向嫦娥三号那样直接和地球上的亲人们取得联系，“飞鸽传书”的任务就落到“鹊桥”中继卫星的肩上。

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　　通过早先发射并成功架设在地月拉格朗日L2点的中继卫星，实施与地面的通信信号“接力”，嫦娥四号才得以与地球保持联络。
　　除了以上五大不同，研制队伍聚焦新任务、新环境、新状态、新风险，从轨道设计、动力下降策略、休眠唤醒策略等方面进行了系统设计，突破一系列必须解决的关键技术，同时制定了符合任务特征的故障预案，全力铸就嫦娥四号非凡之旅。

谁说的等待 · 发表于: 2018-12-8 07:42:00

源自：北京科技报

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2018年8月15日，中国国家国防科技工业局探月与航天工程中心正式对外公布嫦娥四号月球探测器──着陆器和月球车外观设计构型

原标题嫦娥四号成功发射：本是备胎，华丽逆袭！替人类到去月球背面看看
⊙记者：赵天宇　编辑：刘昭

　　采访专家：张厚英（中国空间学会副理事长，原中国载人航天工程应用系统总指挥）
　　8日凌晨2时许，嫦娥四号月球探测器由长征三号乙改进型运载火箭成功发射，将实现人类首次月球背面着陆和巡视勘察。为啥要去月球背面？
　　2018年12月8日凌晨02:23分，嫦娥四号月球探测器由长征三号乙改进型运载火箭成功发射。
　　嫦娥四号将对月球背面南极艾特肯盆地开展着陆巡视探测，实现人类首次月球背面软着陆和巡视勘察。为什么要去月球背面？软着陆难度又多大？中国的探月工程，未来又将如何发展？

从“备份”到“备受瞩目”
嫦娥四号的逆袭之路
　　这几年，有个叫做“备胎逆袭”的词语很火，但谁能想到，如今备受瞩目的嫦娥四号，最早的身份竟是“备胎”，甚至一度计划取消发射！
　　2013年12月14日，嫦娥三号月球探测器在月球西北部成功软着陆，中国成为世界上第四个掌握月球探测登陆技术的国家。但与此同时，作为嫦娥三号备份星的嫦娥四号，身份就异常尴尬了。
　　所谓“备份星”是指在先导星工作失效的情况下，接替先导星工作的卫星。在嫦娥系列卫星中，嫦娥一号、三号、五号这几个奇数命名的探测器是先导星，偶数则为正星的备份星。也就是说，嫦娥四号诞生之初，是个不折不扣的“备胎”。
　　因此，关于“嫦娥四号做什么”的讨论，相关科研人员一度产生了分歧，争执辩论了2年时间，有人甚至提出“节约资金不发射”的主张。举棋不定之时，“嫦娥”系列月球探测器总指挥兼设计顾问叶培健院士站了出来，他不仅主张发射嫦娥四号，还主张让嫦娥四号到月球背面去看一看。
　　按照最早的计划，即便嫦娥四号进行发射，降落点也在月球正面。但叶培健院士却认为，再落一次月球正面意义不大，他向主管领导提议，“落到月球背面，成功了是一大亮点，即便不成功，也是人类第一次，可以原谅。”功夫不负有心人，有关单位组织了多次讨论之后，终于通过了月球背面降落的方案。
　　不过，降落月球不是车场倒库，正面背面一字之差，技术难度却是天壤之别，最棘手的就是通讯问题，也是人类从未涉足的重要原因之一。因此在飞行器登陆之前，必须先发射中继卫星来进行通信传输。

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鹊桥中继星示意图
　　今年5月，嫦娥四号的先行者“鹊桥号”中继星在我国西昌卫星发射中心用长征四号丙运载火箭成功发射；6月14日11时06分，鹤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Halo使命轨道。它将在此轨道陆续开展在轨测试和中继通信链路联试，并为嫦娥四号月球探测器提供地月中继测控通信。
　　而此次嫦娥四号的着陆器和巡视器（月球车）由长征三号乙（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。
　　嫦娥四号为何不在最新落成的海南文昌基地发射？原中国载人航天工程应用系统总指挥，现任中国空间学会副理事长张厚英告诉北京科技报|科学加客户端记者，文昌发射基地主要发射大型运载火箭，此次发射卫星的长征三号乙运载火箭，属于中型火箭，从节约资源、提高效率的角度看，西昌发射中心完全可以满足发射要求，也就无需“跨洋过海”去海南发射了。

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长征三号系列运载火箭（图片源自：中国运载火箭技术研究院）

地形崎岖极热极寒
月球背面软着陆难度不小
　　月球背面有什么？与正面以月海平原为主不同的是，月球背面基本上都是山地、高原，布满了撞击坑，环境十分复杂。打个比方来说，月球正面的月海如果是华北平原的话，那月球背面的月陆就是横断山脉。
　　为何要去月球背面？有一种观点认为，月球背面并没有什么科学价值。但实际上，如同人类在地球上探测南极、北极这些地方一样，月球背面是人类航天器还没有着陆过的处女地，既有望获得有价值的重要科学发现，也有利于突破技术难关，提升航天技术能力。
　　据介绍，月球是屏蔽地球上的无线电噪声的最好隔绝装置，因此在月球背面放置射电望远镜，对开展射电天文观测，有利于探测和发现宇宙中极微弱的射电信号。

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月球正面与背面对比图，正面的月海平原颜色较深，地形比较平滑；而月球背面以月陆为主，地形崎岖，南部有一个巨大的撞击盆地，嫦娥四号探测器将着陆区域瞄准在南极－艾肯盆地（South Pole-Aitken Basin），这是一个具有重要科学价值的巨大撞击坑，可能的着陆点初步确定为冯·卡门撞击坑（Von Kármán）附近。
　　但是，月球背面降落的难度着实不小，历史上所有的月球探测器，在月球的降落点无一例外都是地形平坦、光照充足、通信情况良好的地区，并且都是月球正面。但嫦娥四号恰恰相反，选择月球背面降落，颇有“明知山有虎、偏向虎山行”的意味。
　　具体来看，在月球背面登陆还有许多需要解决的问题，例如在太阳板失效的情况下，如何保证登陆器正常功能？在月夜超低温环境下，登陆器如何不受干扰？月球背面崎岖的地形上，登陆器如何准确着陆？此外，月球背面等离子体环境更加恶劣，对登陆器也是个不小的考验。
　　此次，由中国航天科技集团有限公司抓总研制的嫦娥四号着陆器和月球车，尽管外形上和嫦娥三号月球车“玉兔”颇为相似，但实际上，针对月球背面复杂的自然环境，在适应性更改和有效载荷配置调整方面，嫦娥四号进行了多项有针对性的调整。
　　在温度控制防护方面，更好迎战昼夜极热极冷的月面环境，是嫦娥四号月球车升级提高的重要方向之一。为了保证所有设备在月夜零下180摄氏度的环境中不被冻坏，科研人员专门配置了同位素热源为仪器设备供热。除了温度控制防护之外，嫦娥四号月球车还针对线路方面，进行了设计改进和试验验证，使着陆器具备了很高的自主导航和避障功能。
　　在科学载荷方面，嫦娥四号月球车延续了“玉兔”当年探月国产“三大件”，即全景相机、红外成像光谱仪和测月雷达。除此之外，嫦娥四号月球车还有一个“杀手锏”，那就是与瑞典合作的中性原子探测仪，这将是人类探月史上首次在月表开展这项探测活动。

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具有科普教育意义的“月面微型生态圈”将随嫦娥四号“登陆月球”
　　值得一提的是，嫦娥四号月球车的总重量只有140公斤，是目前全球最轻的月球车。而1970年苏联发射的世界第一台无人驾驶月球车，此车重量约为756公斤。
　　作为嫦娥四号的“乘客”之一，月面微型生态圈也将入主月球，用于天体生物学实验和大众科普，使得嫦娥四号同时具备了科普教育功能。据了解，这个生态圈是一个由特殊铝合金材料制成的圆柱形罐子，重3公斤，罐内将放入马铃薯种子、拟南芥种子、蚕卵、土壤、水、空气以及照相机和信息传输系统等科研设备。届时，研究人员将密切关注罐内变化，看看能否开出一朵“月球花”。

多项技术待完善
嫦娥工程载人登月任重道远
　　2007年，探月工程先驱者“嫦娥一号”以受控撞月的方式“粉身碎骨，捐躯报国”，额外完成任务；2010年，嫦娥二号在制作完全月球地图之后远飞深空，至今仍在不断地刷新着“中国高度”；2013年，嫦娥三号与她所携带的“玉兔号”月球车一同实现了登陆月球。
　　沉寂了将近5年之后，如今“嫦娥四号”和“嫦娥五号”将带着探月工程的使命继续出发，中国人自古以来的探月梦想，也将一步一步变为现实。
　　事实上，中国探月工程的正式建立和开展早已开始，早在九十年代初，中国月球探测工程首席科学家、被誉为“嫦娥之父”的欧阳自远院士就开始向“863”计划专家组提议，提出我国应该开展探月探测工程，但在环绕地球的神舟号航天飞船还未发射的彼时，不少人都觉得他的计划很荒唐，甚至有人骂他不切实际。
　　但欧阳自远一直坚信，中国不仅能搞探月，而且一定能搞好！为此，他与专家组花费了一年时间，完成了“中国月球探测必要性与可行性研究”。顶着质疑，经过几十年的相关科研知识研究与积累，2004年“嫦娥工程”被国务院正式批准立项。三年之后，嫦娥一号随即升空。
　　“嫦娥工程”按计划分为“无人月球探测”“载人登月”以及“建立月球基地”3个阶段。2020年前，中国月球探测工程以无人探测为主，分“绕”“落”“回”三个实施阶段，与之对应的则是“嫦娥一号”“嫦娥三号”和“嫦娥五号”卫星。
　　如今“绕”和“落”的两个步骤已经顺利完成，2019年，嫦娥五号将择机发射，并从月球带回两公斤重的月面土壤等样品，完成“绕落回”中的最后一个步骤，也是技术难度最大的“回”。

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2016年11月03日，海南省文昌市，20时43分，中国最大推力新一代运载火箭长征五号，在中国文昌航天发射场点火升空，约30分钟后，载荷组合体与火箭成功分离，进入预定轨道，长征五号运载火箭首次发射任务取得圆满成功。
　　历史上，不少人质疑美国阿波罗11号登月真实性，质疑点就在返回设备上，认为阿波罗11号登月舱，根本不具备从月球起飞，并对接轨道仓的技术。明年发射的嫦娥五号，成功采集月球土壤样本之后，将放入着陆器的上升段，该段从月面点火升空进入月球轨道，并与轨道器和返回器的联合体交会对接，将样品转移至返回器内。随后，轨道器携带返回器点火飞向地球。如果任务成功，嫦娥五号将突破“返回”方面的多项技术，为载人登月打下坚实基础。
　　张厚英表示，嫦娥五号已经无限接近真实的载人登月，两者之间最大的区别在于生命保障系统，因此嫦娥五号必须用载重量达25吨的长征5号运载火箭才能发射。尽管2017年长征5号的发射失败，给整个嫦娥工程的发射计划带来了一定影响，但他相信，明年的嫦娥五号一定能够成功发射，未来重载火箭的研发应用也将有序进行。
　　除了重载火箭，还有新型载人飞船、载人登月飞行器、载人月面着陆器、月面机动与探测、登月航天服、月面驻留与原位资源利用、航天员健康与保障、地月空间测控通信等一系列关键技术，都需要中国航天人去一一克服，嫦娥工程实现载人登月乃至建立月球基地，依然任重道远。

问薇千柔 · 发表于: 2018-12-8 07:08:00

源自：新京报

原文标题：嫦娥四号成功发射将开启人类首次月球背面软着陆探测

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12月8日2时23分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器，开启了月球探测的新旅程。新华社记者江宏景摄
　　新华社西昌12月8日电“……3、2、1，点火!”伴随着巨大的火箭轰鸣，肩负着亿万中华儿女的探月飞天梦想，12月8日2时23分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器，开启了月球探测的新旅程。
　　嫦娥四号探测器后续将经历地月转移、近月制动、环月飞行，最终实现人类首次月球背面软着陆，开展月球背面就位探测及巡视探测，并通过已在使命轨道运行的“鹊桥”中继星，实现月球背面与地球之间的中继通信。
　　嫦娥四号任务的工程目标，一是研制发射月球中继通信卫星，实现国际首次地月拉格朗日L2点的测控及中继通信；二是研制发射月球着陆器和巡视器，实现国际首次月球背面软着陆和巡视探测。
　　嫦娥四号的科学任务主要是开展月球背面低频射电天文观测与研究；开展月球背面巡视区形貌、矿物组份及月表浅层结构探测与研究；试验性开展月球背面中子辐射剂量、中性原子等月球环境探测研究。
　　为增进国际交流与合作，扩大开放共享，嫦娥四号任务中，与荷兰、德国、瑞典、沙特开展了4项科学载荷方面的国际合作，搭载了3项由哈尔滨工业大学、中山大学、重庆大学等国内高校研制的科学技术试验项目。
　　嫦娥四号任务于2016年1月经国务院批准正式实施，包括中继星和探测器两次任务。“鹊桥”中继星于2018年5月21日在西昌卫星发射中心由长征四号丙遥二十七运载火箭成功发射，进入环地月拉格朗日L2点使命轨道，目前状态正常。
　　探月工程重大专项由国防科工局牵头组织实施。嫦娥四号任务由工程总体及探测器、运载火箭、发射场、测控、地面应用五大系统组成。其中，工程总体由国防科工局探月与航天工程中心承担；中继星、探测器、运载火箭分别由中国航天科技集团有限公司中国空间技术研究院、中国运载火箭技术研究院、上海航天技术研究院研制生产；发射和测控任务由中国卫星发射测控系统部负责；地面应用系统由中国科学院国家天文台承担，有效载荷由中国科学院和中国航天科技集团有限公司相关单位研制。此次发射任务是长征系列运载火箭的第294次发射。
　　编辑：戴玉玺

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