[科学技术]嫦娥四号：让月球背面露真颜

我们的记者傅亦菲

中国人民政治协商会议全国委员会委员、中国航天科技集团公司第五研究院(以下简称第五研究院)党委书记赵小金近日透露，中国计划今年实施嫦娥四号探月任务，实现人类首次软着陆月球背面，并开展原地和巡天探测。

“我们将在4号任务的中继星上搭载两颗小卫星，进行无线电干扰实验，探测宇宙的‘黑暗时代’。”中国人民政治协商会议全国委员会委员、中国科学院国家科学中心研究员吴吉3月2日表示。

这是中国探月工程的又一次征程，将谱写人类探月的新篇章。国际权威学术期刊《自然》预测2018年全球科技大事，嫦娥四号任务“榜上有名”。

中继卫星关系任务成功与否，45万公里的通信距离带来困难

嫦娥四号任务将发射两次。赵小金说，中国计划上半年在拉格朗日2点发射一颗中继卫星。中继卫星是嫦娥四号任务的前提，关系到整个任务的成败。

因为是被地球潮汐锁定，所以月球永远只能用同一张脸面对地球。不仅人类在地球上没见过月球背面，通讯信号也会被屏蔽。地球与月球拉格朗日中的2点位于地球与月球的延长线上，距离地面约45万公里。赵小金说，在这个位置布置中继卫星，不仅可以“看到”月球背面，还可以“看到”地球。它可以将嫦娥四号登陆器获得的科学数据传回地球，并通过中继卫星为嫦娥四号软着陆和登月工作提供监控支持。

此前，为了满足载人航天等任务的测控要求，我国发射了天联一号系列中继卫星，部署在距地面约3.6万公里的地球同步轨道上。嫦娥四号中继卫星用途和技术途径类似，但轨道距离长十倍以上，技术难度大。此前有航天专家指出，相对于地面直径几十米的天线，中继卫星和嫦娥四号探测器都不能有大的直径，所以窄波束天线只能用来实现大容量的数据传输，对天线的指向精度要求极高。

赵小金说，这颗中继卫星的研制是在嫦娥四号任务计划确定后提出的。开发周期只有两年多，面临新的轨道和任务要求。相比其他中继卫星4年以上的开发周期，时间非常短。经过努力，第五科学院科研团队攻克了地球和月球拉格朗日两点轨道的设计与控制、远距离中继通信等关键技术。，并按期完成了研究任务，各项产品指标完全满足任务要求。

嫦娥四号晚上就可以工作了，“玉兔”悲剧不会再发生了

中继卫星完成在轨测试后，中国计划在今年下半年发射嫦娥四号，并让它在月球南极附近的艾特肯盆地着陆。

嫦娥四号是嫦娥三号的备份。但赵小金表示，嫦娥四号的着陆方式和工作状态与嫦娥三号有很大不同，性能有了很大提高。

2013年12月，嫦娥三号在月面前的雨海北部成功着陆。赵小金说，月亮前面有一片广阔的平原。虽然有很多陨石坑，但即使是陨石坑的底部也相对平坦。月球背面的地形更复杂，环形山更多，地形更陡峭。所以嫦娥四号不能像嫦娥三号那样在弧形轨道上缓慢降落。为了不撞上悬崖，必须采用近乎垂直的降落方式。

月球上的“一天”相当于地球上的28天，有半天半夜，温差可以达到300摄氏度以上。嫦娥三号为了熬过寒冷而漫长的月夜，采取了休眠策略，利用放射性同位素热源加两相流体回路技术维持体温，满足基本能量需求，等到太阳出来后才自主醒来。嫦娥四号的能量模式更进一步。利用同位素热电发电和综合利用技术，不仅可以安全度过月夜，还可以进行一些测量工作。

2014年1月，嫦娥三号上搭载登月的“玉兔”月球车出现异常，故障一直没有消除，让数百万网友感到悲哀。研究组在吸取以往经验的基础上，对嫦娥四号巡逻机进行了改进，增加了其可靠性。“我相信这次肯定不会出现同样的问题。”赵小金说。

与嫦娥三号相比，嫦娥四号将更深入、更全面地科学探索月球地质、资源等信息，完善月球档案。航天专家庞志浩认为，对月球背面进行区域性的详细而精确的调查是非常重要的。对月球背面的深入了解，对于研究月球的起源和演化，考察月球的地质和资源有着重要的作用。同时不受来自地球的无线电波干扰，是建设科研基地的理想圣地。

尤其是月球两极，探索更有意义。记者了解到，月球两极有两个特殊区域:一个是永久光照区，可以获得持续稳定的太阳能；第二，永久阴影区可能有大量水冰。庞志浩认为，如果能够确定月球两极是否有水等资源，不仅可以作为月球基地定位的重要参考，也有助于将月球作为载人火星探索的跳板。因为水可以用于宇航员的生活，所以它也可以分解成氢气和氧气作为航天器燃料。他说，对月球背面和两极的探索有望取得一些重大的原始科学研究成果。

“希望2025年开始月球基地建设，2030年实现载人登月。”

月球是人类深入空的第一站；月亮女神的故事也承载了中国人几千年的梦想。20世纪90年代，中国科学家开始努力将梦想变成现实。

2007年，中国发射了嫦娥一号卫星，开启了中国人对月球的探索。嫦娥一号在距月球表面200公里的轨道上运行了近500天，获得了世界上第一张三维满月图。

2010年发射的嫦娥二号建立在嫦娥一号的基础上，其工作轨道距离月球表面仅100公里，获得了分辨率更高的三维图像、月球物质成分分布图等数据。既定任务完成后，嫦娥二号进行了一次膨胀试验，首先在距离地球150万公里的拉格朗日探测到2点钟，然后飞向700万公里外，经过图塔蒂斯小行星并拍摄了有价值的照片。从那以后，它不断飞往空深处，验证中国的测控通信能力。嫦娥二号现在正以椭圆轨道绕太阳运行，预计将于2020年左右返回地球附近。

在中国探月工程的三步走计划中，“盘旋下降”的任务已经完成，下一步将发射嫦娥五号探测器，从月球上收集2公斤月球土壤并带回地球。按照原计划，嫦娥五号应该在2017年底由长征五号火箭发射。由于长征五号远程火箭之前发射失败，嫦娥五号的任务也相应推迟。

赵小金说，嫦娥五号目前在储存，发射时间还不能确定。要等长征五号远程三号和远程四号火箭发射成功，才能保证火箭的可靠性达到要求。如果一切顺利，嫦娥五号任务有望在2019年实施。

如果嫦娥五号任务成功，中国将利用其后备力量嫦娥六号进行新的探索。有专家认为，如果嫦娥四号在月球背面找到有价值的线索，嫦娥六号就可以去月球背面采样并返回。

赵小金介绍，科学家们已经开始规划探月工程第四期，希望国家能尽快立项。项目第四阶段，希望建成月球基地，由智能机器人操作，不断组装扩展，为载人登月奠定基础。将来，月球基地可以进行科学实验，也可以作为空探测的中继站。“我们希望在2025年左右开始月球基地的建设，在2030年左右实现载人登月。这种规划也是探月工程三期的延续。”他说。