嫦娥四号成功着陆月球背面，有什么看点和重要意义？

嫦娥四号成功着陆月球背面，有什么看点和重要意义？

2018年12月8日2时23分，中国嫦娥四号探测器从西昌卫星发射中心成功起飞，开始踏上奔向月球的旅程！

根据新华社消息，2019年1月3日10时26分，嫦娥四号探测器自主着陆在月球背面南极-艾特肯盆地内的冯•卡门环形山/撞击坑内，实现人类探测器首次在月球背面软着陆。

发射成功现场（图源：我们的太空微博）

它对中国探月、乃至整个人类探月，到底有多大意义？本文十大看点为你全方位解读。

看点一：为什么选择探测月球背后？

地球上每天都有无数人举头望明月，对着它发出各式各样的感慨。但极少有人意识到，从他们第一次看到月亮至今，除了月亮“形状”（月相）的变化，月球表面的“图案”其实从来没变过，甚至最早人类远祖古猿看到的月亮和今人并无区别。

动图：NASA的深空天气探测卫星在150万千米外日地拉格朗日点“定点”观察而来的月球掠过地球，可以明显看到月球只有一面对着地球（图源：NASA）

道理很简单：

通过亿万年的努力，巨大的地球把月球牢牢得实现了潮汐锁定，使它围绕地球一圈的公转周期完全等于自身转动。从地球上就只能看到当初它被固定朝向地球的一面。虽然由于月球天平动和视差现象可以瞥见一小部分背面，但绝大部分都是看不到的。我们称之为“月球背面”，在一些文艺作品中，还被艺术得称为“月之暗面”。需要注意的是，月球背面也能被太阳照到，并不“暗”，只不过人类看不到而已。

看点二：“我选择着陆月球背后，不是因为它简单，而是因为它更难”

人类月球探测、甚至人类航天的巅峰就是大名鼎鼎的阿波罗登月工程，它留下了载入史册的三句话：

肯尼迪总统说过两句：“我们要在这个十年结束前，把宇航员送上月球，再安全送回来”，“我们选择登月，不是因为它简单，而是因为它很难”。

经过无数航天人的努力，终于在1969年7月20日，由阿姆斯特朗说出了最著名的那一句：“这是我的一小步，却是全人类的一大步”。

到中国嫦娥三号时，人类已经在月球正面有过20个着陆器，然而背面为0（图源：Wikipedia）

但是，所有的阿波罗载人任务、甚至苏联和美国的其他无人着陆月球任务都集中在月球正面，对这里人类已经了解得非常多。现在，不仅顶级科学家可以每天用激光精确监测地月距离和表面情况，普通天文爱好者也可以用望远镜了解月球正面的每一个月海、每一座环形山。阿波罗计划甚至送了12名宇航员登陆月球正面、还带回了382千克的单体样本。

之所以一直探测正面、在正面着陆，却从不去背面，一个重要原因就是背面着陆的难度大大难于正面。

因为苏美太空竞赛的走向逐渐变成“耗资不菲但收获有限”，二者先后放弃了月球探测。也给人类的月球探测留下了一个大挑战：谁能成功着陆月球背面？我们要因为难，就不去了吗？

嫦娥四号做出了回答：“我选择着陆月球背后，不是因为它简单，而是因为它更难”。

看点三：月球背后探测会给科研界带来什么？

直接划重点：

月球正面（左）和月球背面（右）看起来截然不同（图源：NASA）

以上，基本意味着第一个实现月球背面着陆的探测器将会收获众多独特的科研成果，对世界航天和天文界都将是巨大的贡献。

看点四：月球挡住了，信号咋办？

既然月球挡住了背面，就要布置一颗信号中继卫星，为着陆器做准备和全程信号支持。从上个世纪六十年代开始，NASA就一直在提设想、论证，但从未实践过。目前，中国已经完成了这一任务：早在2018年5月份，就成功部署了“鹊桥号”中继卫星，在月球背后6.5万公里之外的地月拉格朗日二点附近Halo轨道簇上运行

鹊桥号中继星与地球、月球的轨道关系（图源：吴伟仁等）

这是人类历史上首个月球信号中继卫星，架起了地球和月球背后的“鹊桥”，它将全程见证嫦娥四号的探测过程，也将负责嫦娥四号的全程通信。

看点五：着陆区域到底有多复杂？

月球背面陨石坑密布、尤其南极-艾特肯盆地的地形和高程图异常复杂，对各种配合着陆传感器的系统要求很高。 尤其是高度方面的变化速度超过了以往任何一次着陆，最大落差高达16.1千米。 冯·卡门环形山属于其中一块核心区域，对嫦娥四号而言，相当于翻越崇山峻岭来找它。

如果把此前探测器在月球正面的着陆情形描述为小船轻轻划过湖面，嫦娥四号在月球背面的着陆就好比在风暴洋中冲浪，难度不可同日而语。

南极-艾特肯盆地的地形图复杂程度远超其他地方，图中标注处即冯·卡门环形山（图修改自：Garrick-Bethell and Zuber）

为了成功着陆并释放月球车探测，所克服的难度和意义可想而知。

看点六：为什么四天就到月球，还迟迟不着陆？

嫦娥四号早在12月8日就出发，使用了我国目前深空探测的最强火箭长三乙改III型。3.8吨重的它仅花了4天14时16分就完成了发射、轨道校正、近月制动、进入工作轨道，是四次主要任务中最短的一个。但依然等到了2019年1月3日才进行着陆任务。

为什么需要这么长的时间呢？

是为了等待时机。

月球被潮汐锁定，自转与公转相同，导致它的一天就是一年，一半是黑夜一半是白天。换做地球时间就是近14天交替的白天黑夜。在进入月球轨道后，嫦娥四号一边测试仪器，一边等待月球进入白天，毕竟它的主要能量来源是太阳能。

光线照射形成的影子，也是着陆时判断地形的重要图像参考（图源：NASA）

另一方面，由于降落地点处于南极附近，它需要逐渐调整轨道倾角才能经过这里，比较耗时。同时，也要等待太阳光照在月球的角度达到理想的状态，这样所有的地貌都会有比较清晰的阴影，最大程度辅助光学设备选择并定位着陆地点。

网上有说法是，阿波罗登月的选择时间参考了中国的传统历法——农历，某种程度上，这个说法挺有道理，因为农历与月相一致，月相又说明了月球上太阳光照情况。这是登月设备的重要参考。

看点七：嫦娥四号着陆怎么“走位”？

由于降落的难度大大增加，嫦娥四号的着陆方式也将作出改动。由于着陆地的独特地貌特点，它的避障需求远高于其他着陆任务。

嫦娥三号和四号动力下降过程对比（图源：李飞等）

可以看出，在进入准备阶段后，嫦娥四号的轨迹不降反升，而后进入一个几乎要实现长距离垂直下降过程，期间完成避障、悬停、精避障、缓速降落全过程，难度极大。这么一个复杂的“走位”，对自主导航制导与控制要求极高。

看点八：嫦娥四号的能量怎么来？

采用太阳能电池板和充电电池组合，是很多月球探测器的基本配备。在（月球）白天，月球上太阳能极其充沛，太阳能电池板充电，剩余电能储蓄下来，所有系统正常工作。晚上能量不足，只能冬眠或降低工作强度。我国的嫦娥三号和玉兔号任务，以及苏联、美国诸多无人探测器，大都采用这个方案。

2013年12月2日发射的嫦娥三号和玉兔号月球车，它们能量主要依靠太阳能电池板（图源：中国航天科技集团）

为应对夜晚过低的温度，探测器还需要携带放射性同位素元素钚-238，它的半衰期长达88年，会源源不断释放热量，做保温用，嫦娥三号即是如此。与此同时，它的热量也可以收集起来用以发电，这就是大名鼎鼎的“核电池”，太阳系的五个使者：先锋十号、先锋十一号、旅行者一号、旅行者二号、新视野号，皆是依靠它实现了深空之旅。

而在嫦娥四号上，中国将首次实验自己的“核电池”技术。尽管它不是最主要的能量来源，但这个突破已经意义重大。

看点九：逆袭的备份！

嫦娥四号原本是嫦娥三号的备份版本，但毫无疑问，目前它的科学和工程目标都大大超出了前者。在嫦娥四号动力下降过程中，它需要鹊桥号配合完成全部动作，这就要求对星上传感器和核心降落辅助设备进行全新升级。

月面微型生态圈，带有马铃薯、蚕、拟南芥和生命支撑系统（图源：重庆大学）

基于过往经验，嫦娥四号对月球车进行了一定改进，以期延长使用寿命，扩大科研成果。太阳能帆板系统也升级为高效三结砷化镓材料，能量来源更强劲。对嫦娥三号已有的测月雷达等设备进行升级。

此外，在科学仪器上，为充分利用月球背后的“干净”天文观测条件，它新增了探测中子及辐射剂量、低频射电和中性原子等一系列设备。除了科研，它还携带了一个以科普为主要目标的月面微型生态圈，里面有几种生物，也是人类首次进行月面生物实验。

看点十：国际合作大突破

嫦娥探月工程作为中国最具标志性大型科学研究项目之一，在扩展中国航天国际影响力、甚至直接促进国际合作方面的意义对我国而言是无可取代的，而嫦娥四号任务（本质上鹊桥号中继卫星也属于嫦娥四号任务的一部分）更是为中国航天迈出了突破性的一步。

嫦娥四号任务的火箭整流罩上有众多国际机构，可以看出这是个高度国际化的任务（图源：中国航天科技集团）

在科学方面，低射频电探测仪是与荷兰合作，月表中子与辐射剂量探测仪是与德国合作，中性原子探测仪是和瑞典合作，月球小型光学成像探测仪是与沙特合作。

在任务成功后，嫦娥四号收集来的一手科研数据将会对外全部公开，欢迎全世界科学家共同研究。一言以蔽之：嫦娥工程是近些年中国航天在国际上最大的一张名片，造成广泛影响的同时，也在行业内外得到了很多关注，是我国航天对外开放吸引合作的最佳平台。

因而，眼前的嫦娥四号，不仅是中国的，更是全世界的。它的科学和工程意义，对整个人类而言都是重大突破。

主要参考文献：

（本文中标明来源的图片均已获得授权）

出品：科普中国

制作：太空精酿

监制：中国科学院计算机网络信息中心

2019年1月3日上午10:26，经过26天的飞行，嫦娥4号月球探测器顺利着陆在 月球背面东经177.6°，南纬45.5°的预选着陆区 中，成为 人类首颗成功软着陆月球背面的探测器 ，并通过 鹊桥中继星传回了世界第一张近距离拍摄的月背影像图 。这是中国探月工程“绕、落、回”计划的第二阶段，也是继5年前的嫦娥3号任务成功完成之后我国深空探测史上的新篇章。

嫦娥4号任务包括一枚 着陆器和巡视器（月球车）的组合体 ，以及一枚为着陆器/月球车与地球提供通讯的 中继卫星“鹊桥”号 。鹊桥号是 人类首颗位于地月拉格朗日L2晕轨道（halo轨道）的通讯中继卫星 ，目的是为了解决着陆任务挑战月之背面的通讯难题，因此已在半年多前提前发射并于6月14日顺利抵达预定轨道。

着陆之后的嫦娥4号会打开太阳能电池板，将天线指向中继星传回讯号，并于几个小时后释放月球车。我们即将再次看到着陆器和月球车 历史性的两器互拍 ！

2013年12月15日，嫦娥3号落月6个小时后，着陆器的地形地貌相机和月球车玉兔的全景相机互拍

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（正式高清图稍后才会陆续放出，先用低清版想象一下吧）这是着陆器的降落相机拍的▼

这是着陆器的监视相机C拍摄的着陆点南侧月球背面图像▼

2018年12月8日凌晨2:23，嫦娥4号发射升空，奔向约38万公里外的月球。

12月12日16时45分，经过约110小时的地月转移轨道后，嫦娥4号探测器成功实施近月制动，进入了近月点约100公里的环月轨道。

12月30日8时55分，嫦娥4号探测器在距月面平均高度约100公里的环月轨道上成功变轨，降轨进入近月点高度约15公里、远月点高度约100公里的环月轨道，顺利进入预定的月球背面着陆准备轨道。

更多详情参见：

嫦娥4号中继星“鹊桥”发射成功：一桥飞架南北，天堑变通途

嫦娥4号发射成功：去往从未踏足过的地方，需要一点勇气

嫦娥4号的奔月之路是这样的（手机横屏观看）▼

嫦娥4号的着陆点位于月球背面 南极-艾特肯盆地 （简称SPA）中的 冯·卡门撞击坑 （中心位于东经176.2°，南纬44.4°）内。不用多说，这个撞击坑是以航天工程学家、NASA喷气动力实验室（JPL）的创始人之一冯·卡门的名字命名的，他也是“中国航天之父”钱学森先生的博士导师。

嫦娥4号本次选择探访南极-艾特肯盆地，不仅仅是因为月之背面还没有着陆任务去过，还因为 南极-艾特肯盆地本身就有重要的、不可替代的科学价值 。直径约2400公里、形成于月球前酒海纪（39.2亿年前）的南极-艾特肯盆地深达12公里，是太阳系中目前已知的最大的撞击盆地之一，也是月球上最深、最古老的大型撞击盆地。因此，对南极-艾特肯盆地的实地考察，有助于帮助人类加深对南极-艾特肯盆地的形成、月球深处的成分，以及月球地质历史的理解。

然而， 着陆南极-艾特肯盆地艰险异常 。尽管鹊桥中继卫星解决了通讯难题，但不同于大片大片被月海玄武岩覆盖的平坦的正面，月球的背面崎岖坎坷，鲜有大片平坦的地方，被层层叠叠的撞击坑覆盖的南极-艾特肯盆地中也是如此——这里的 起伏可以高达7公里，而且波动明显 。

冯·卡门撞击坑 中因为有大片被月海玄武岩覆盖的区域，成了 月球背面少有的平坦区域 ，这也是嫦娥4号选择在这里着陆的重要原因之一。当然，除了地形之外，这里的光照、测控等条件也是经过了检验，适合嫦娥4号顺利着陆和探测的。

然而，即便找到了平坦的地方，嫦娥4号着陆的难度系数依然非常高，因为冯·卡门撞击坑的直径只有186公里——这意味着 嫦娥4号必须落得飞常准 。一旦偏了一点，就可能落不进平坦的区域，而是撞上崎岖的高山低谷了。

因此， 嫦娥4号的着陆策略也做出了调整 。虽然和嫦娥3号一样，自主着陆的嫦娥4号整个动力下降过程也分为6个阶段：主减速段、快速调整段、接近段、悬停段、避障段和缓速下降段。但不同于嫦娥3号的抛物轨迹下降，嫦娥4号选择进一步减小着陆位置的不确定性，以 近乎垂直的方式着陆 。

嫦娥4号此行主要有 三大目标 ：

1、探测月球背面巡视区的地形地貌、矿物成分；

2、探测背面巡视区的浅表层结构；

3、利用月球背面得天独厚的射电天文环境展开低频射电天文观测。

要如何完成这些目标，当然是 得看嫦娥4号带了些什么 了。作为嫦娥3号的备份机，嫦娥4号不管是外形还是携带的科学仪器都 很大程度上继承了嫦娥3号 ，带的仪器也有很大的相似性。

嫦娥4号和嫦娥3号一样携带了8个科学仪器，但根据实际探测目标和探测环境的变化对携带的科学仪器做出了 新的调整 。

1、降落相机（着陆器）

降落相机位于着陆器底部，大小116×100×70.4毫米，重约0.5公斤，硬件指标与嫦娥3号的着陆相机相同。

降落相机的主要任务是在着陆器降落过程中获取不同时段不同高度处降落区域的地形地貌数据，因此会一直垂直指向月表。

由于降落相机只在降落过程中使用，所以它的工作时间非常短，只有几分钟。

2、地形地貌相机（着陆器）

地形地貌相机位于着陆器顶部，大小92× 105× 118.9毫米，重约0.64公斤，可以拍摄可见光波段下的彩色影像，硬件指标与嫦娥3号的地形地貌相机相同。

地形地貌相机的主要任务是拍摄月球表面和月球车的影像，可以拍摄着陆区周围360°的全景照片。

3、低频射电频谱仪（着陆器）

低频射电频谱仪是嫦娥4号为了充分利用月球背面天然无干扰的射电天文环境而 新搭载的仪器 ，任务是在月球背面进行太阳低频射电特征和月表射电环境的观测，填补0.1~40 MHz范围内的射电观测空白。

3根5米长的低频射电频谱仪天线是为了分别接收电磁波信号的三个相互垂直的分量，这也是嫦娥4号着陆器与3号在外形上最显著的区别。

由于电离层的阻挡，波长10米以上的电磁波几乎完全无法穿透大气来到地球表面，想要对这类以及波长更长的低频电磁波进行观测，就必须离开地球大气层—— 月球背面就是一个极佳的观测场所 。

事实上，除了地球电离层的干扰， 月球背面的低频射电观测还能有效屏蔽人类活动的干扰 ——10米以上在天文上是所谓的超长波（低频），但在人类社会活动看来却属于“短波”（“高频”）段，这可是民用无线电广播的主要频段。

另一方面，着陆器上搭载的低频射电频谱仪还会与鹊桥中继卫星上携带的荷兰研发的低频射电探测仪（NCLE）（0.1-80 MHz）协同观测，互为验证和补充。

4、月表中子及辐射剂量探测仪[德]（着陆器）

与德国基尔大学合作研制，搭载在着陆器上。目标是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和LET谱，以及月表快中子能谱、热中子通量等参数，为未来载人登月的安全活动和月表综合粒子辐射模型修正提供数据支持。

5、全景相机（巡视器）

巡视器（月球车）上搭载了2台全景相机，大小90×110×120毫米，总重约0.69公斤。全景相机安装在月球车的桅杆上，可以实现对月球车沿途不同测区的360°彩色成像，还能通过2台相机对目标进行立体成像。

6、红外成像光谱仪（巡视器）

红外成像光谱仪位于月球车前侧，大小255×172×162毫米，重约4.69公斤，用于探测月球车沿途的月表矿物组成和分布，有可见光近红外（450-950纳米）和近红外短波红外（900-2400纳米）两个通道，硬件指标与嫦娥3号的红外光谱仪大致相同。

7、测月雷达（巡视器）

测月雷达的工作原理是通过主动发射和接收雷达信号来探测地下结构。嫦娥4号月球车上搭载的测月雷达目标是探测月球车沿途地下的浅表层结构，例如月壤厚度、月壳浅层结构等，帮助我们追溯巡视区所在区域的地质历史。

嫦娥4号和3号一样，搭载了2个不同频率的测月雷达，目的是为了 兼顾探测深度和探测分辨率 ：

低频测月雷达（第一通道）天线位于月球车后部，中心频率40~80 MHz，分辨率较低（米级），但可以探测较深的地下结构（≥100米）；

高频测月雷达（第二通道）天线位于月球车底部，中心频率250-750 MHz，分辨率较高（≤30厘米），但只能探测较浅的地下结构（≥30米）。

8、中性原子探测仪[瑞典]（巡视器）

与瑞典空间物理研究所合作研制，搭载在月球车上。目标是测量月球车沿途0.01-10 keV能量范围内的能量中性原子和正离子。 这将是人类首次在月球表面进行中性原子探测 。

可以看出：

嫦娥4号在嫦娥3号的基础上保留下来的仪器们主要用于拍摄着陆过程和着陆区附近的地形地貌（降落相机、地形地貌相机、全景相机）、探测矿物成分（红外成像光谱仪）和浅表层结构（测月雷达）；

而替换的新仪器们（低频射电频谱仪、月表中子及辐射剂量探测器、中性原子探测器）则侧重于利用月球背面得天独厚的天文环境进行探索性观测。

绝对是 因地制宜 了。

嫦娥4号的着陆器和月球车的设计寿命分别为 6个月 和 3个月 ，所以在接下来的半年里，我们可以期待嫦娥4号带来更多惊喜~

400 多年前，伽利略把望远镜对准月球，看到一块块黑乎乎的地方，他以为那些地方像地球一样是海洋，所以将其命名为云海、澄海、静海、风暴洋……这些与海有关的名字。我们现在知道，那些看上去黑色的区域，实际上是月表低洼地带的平原，我们称之为月海，成分多是玄武岩岩浆冷却之后形成的黑色石头。那些白色的地方，像是地球大陆，我们称之为月陆，主要成分是比玄武岩更古老的斜长岩。月球表面还有很多撞击坑，这表明在月球演化的过程中，遭受了很多小天體的撞击。撞击坑边上一圈圈的山脉，和地球山脉的形态很不相同，那些就是环形山。月海、月陆和环形山，它们是月球上最主要的 3 种地貌类型。

随着科学技术的进步，人类对月球的认识，逐渐从神话进入理性。上世纪 50 年代末，人类依靠航天技术开启探月之旅，至今已有 60 多年。1969 年，美国成功实施「阿波罗」载人登月计划，月球上从此有了人类足迹。

在人类探索太空的进程中，中国人在很长时间里都只能担当看客的角色，但如今，这个舞台上有了越来越多的中国智慧和中国成就。2018 年 12 月 8 日，「嫦娥」4 号探测器成功发射，12 月 12 日，在月球附近成功「刹车」，进入环绕月球运转的轨道。在成功实施变轨控制，顺利进入预定的着陆准备轨道之后，2019 年 1 月 3 日，「嫦娥」4 号成功着陆在月球南极艾特肯盆地的冯.卡门撞击坑内。这是人类的航天器首次在月球背面软着陆。

假如把地球和月球比作相互存在着吸引力的两个人，「月球君」前胸受到的吸引力跟后背受到的吸引力是不一样的，最终会导致每天像是「地球君」在牵扯着他，慢慢地让他的自转和公转同步。这就是地球跟月球之间的潮汐锁定现象。所以在地球上，我们始终只能看到月球的正面，看不到月球的背面。这种潮汐锁定现象在宇宙里非常普遍，存在于太阳和水星之间，行星和卫星之间，太阳系外其他恒星和行星之间。

「阿波罗」11 号宇航员巴兹·奥尔德林在月球上的留影。当然，再多的事实也堵不住「阴谋论」者的嘴。

与着陆器分离后，「玉兔」2 号在月背留下了人类探测器的第一行「脚印」。

尽管人类的探月进程已经取得辉煌成就。但事到如今，民间关于月球的谣言依然很多，并且时常以「阴谋论」的形式出现这些荒诞不经的谣言经过无数次转手，添枝加叶，还经常出现在各类社交媒体中综合起来，这些谣言大概有 4 类。

在「嫦娥」4 号登上月球背面之后，来自于某些国外「八卦」媒体的「质疑」毫无例外地出现了我们甚至没必要反驳这些「质疑」，因为「嫦娥」4 号已经通过「鹊桥」中继星传回世界上第一批月球背面的近距离探测数据，正在揭开古老月背的神秘面纱。据，正在揭开古老月背的神秘面纱。

谣言 1：「阿波罗」登月计划是假的谣言的「依据」：为什么阿波罗登月计划拍到的月球照片里，夜空中没有墨星？所以说它们是在摄影棚里拍的。

解读：这些照片是在月球上的白天拍的，白天当然就看不到星星。实际上，天上是有星星的。此外，月球上有 5 面激光反射铺，是「阿波罗」计划的宇航员放置的。科学家从地球打一束激光到月球上，那个反射镜就会返回来几个光子，根据光子速度和返回的时间，就可以计算出来地球跟月球之间的距离，最近是 36 万千米，最远是 40 万千米，平均是 38 万千米。如果没有激光反射镜，人们是无法得到返回来的光子的。而且我们还可以得出结论，月球正以每年 3.8 厘米的速度逐渐远离我们地球。此外，参与「阿波罗」计划的宇航员还在月球上安装了地震仪，监测月球内部的震动，我们根据月球的震动，能够了解月球内部的结构。前不久，我国月球勘测轨道器拍到了月球表面的高分辨率图像，甚至比观测地球的遥感卫星照片还清晰。图像显示了「阿波罗」登月宇航员留在月表的登月舱、着陆器、月球车。连宇航员走过的路线及月球车开过的痕迹，都还留在月球上。

谣言 2：世界各国都不探月了，就我们中国人还在瞎忙活。

谣言的「依据」：无。

解读：上世纪 50 年代末到 70 年代初，由于美苏争霸，大量的探月航天器登陆并探测过月球，这是人类探月的第一个高峰。

祝贺！

2019年1月3日10时26分, 嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面东经177.6度、南纬45.5度附近的预选着陆区，并通过“鹊桥”中继星传回了世界第一张近距离拍摄的月背影像图，揭开了古老月背的神秘面纱。此次任务实现了人类探测器首次月背软着陆、首次月背与地球的中继通信，开启了人类月球探测新篇章。

最新消息！

2019年1月3日10时26分成功着陆月球背面，随即着陆器与巡视器分离，22点22分月球车到达月面，开始就位探测和巡视探测。

图为嫦娥四号巡视器（玉兔二号）车轮！

在过去的半个多世纪里，人类已经发射了100多个月球探测器，其中有65个月球着陆器，但仅有不载人的环月轨道器和载人的阿波罗号看到过月球背面，之前没有任何一个月球探测器能够实现在月球背面着陆，之前得到的有关月球背面信息，都是通过遥感探测和所拍照片而获得的。

2019年1月3日11时40分， 嫦娥四号着陆器获取了月背影像图并传回地面。这是人类探测器首次在月球背面拍摄的图片，第一次揭开古老月背的神秘面纱。

嫦娥四号任务实现了人类探测器首次月背软着陆、首次月背与地球的中继通信，开启了人类月球探测新篇章。

月球背面的第一张影像，由前苏联的月球3号探测器在1959年拍摄。（图片来源：NASA）

2013年12月，“嫦娥三号”成功降落在月球正面雨海北部区域，实现了我国航天器在地外天体的软着陆，通过月球车实现了月面行走。

作为嫦娥三号探测器的“备份星”，嫦娥四号在设计、制造和性能上，都与嫦娥三号基本相同。刚开始很多专家都认为嫦娥四号还是落到月球正面，觉得这样比较牢靠，技术风险小，不要节外生枝了。但是嫦娥一号总指挥兼总设计师、“嫦娥”系列月球探测器总指挥兼总设计师顾问叶培健院士主张落到月球背面。

“嫦娥”系列月球探测器总指挥兼总设计师顾问叶培健院士。（图片来源：人民网）

嫦娥三号探测器着陆位置。（图片来源：@航天面面观）

叶院士认为，落到月球背面，如果成功了是一大亮点；如果不成功，因为这是人类第一次，也可以原谅。正面我们已经去过了，轻车熟路，基本没什么风险，但 凭借着敢创新、敢冒险的精神，提出了着陆在月球背面的方案，经过深入论证和多方案反复比较，最终决定，让嫦娥四号着陆在月球背面！

嫦娥四号预着陆区（45°S-46°S, 176.4°E-178.8°E）初步选定为月球背面南极-艾特肯（South Pole-Aitken，SPA）盆地内的 冯·卡门（Von Kármán）撞击坑内 。（图片来源：《深空探测学报》）

选择月球背面南极艾特肯盆地着陆， 因为这里是国际关注的热点，被科学家认为最有可能出科研成果的地方。这里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。 艾特肯盆地是太阳系中已知的最大撞击构造，是回答关于月球的几个重要问题的关键区域。

嫦娥四号探测器最终着陆的这个地点在哪呢？看了下面几张图就明白了！

祝贺！

请看：

由于目前还没有公布更多关于嫦娥四号动力下降段的影像，所以我目前也只能确定一个小的范围，那里坑太多了，看得眼花。

因为要在月球上软着陆，嫦娥四号着陆器有“四条腿”，设计师们为其量身定制了一个高支架，使其能稳稳当当地“坐”在火箭上。

嫦娥四号的“行囊”

38万公里的非凡旅程，为了降落到月球背面开展研究，航天科技人员不知耗费了多少心血。我们要去月球背面探索未知、获得第一手科研数据以供科学家们分析研究、发表论文。

而 获得第一手科研数据、实现科学目标最直接的工具就是有效载荷 （有效载荷是指航天器上装载的为直接实现航天器在轨运行要完成的特定任务的仪器、设备、人员、试验生物及试件等。），根据任务特点及科学目标，科学家们会研制不同仪器设备，嫦娥四号的科学探测任务包括利用月球背面的有利条件 开展低频射电天文观测、着陆区地质特征、粒子辐射环境探测、巡视区月表形貌与地质构造调查、月表物质成分和资源勘察、月球次表层结构探测。 根据这些科学探测任务目标，嫦娥四号将配置什么载荷呢？

（图片来源：@航天面面观）

嫦娥四号探测器由着陆器、巡视器和中继星组成。 为嫦娥四号着陆器、巡视器登陆月球背面架设通信桥梁的“鹊桥”号中继星已经于2018年5月21日成功发射，顺利进入使命轨道运行。接下来我们聊聊嫦娥四号着陆器和巡视器（月球车）的有效载荷配置情况。

与嫦娥三号类似， 嫦娥四号的着陆器 上仍装有 降落相机、地形地貌相机 ； 巡视器 上的 全景相机、测月雷达、红外成像光谱仪 都被保留；新增载荷则包括，着陆器上，有 德国基尔大学的月球中子及辐射剂量探测仪 ；还有 低频射电频谱仪 ；巡视器上，增加了 和瑞典合作的中性原子探测仪 ；同时 也去掉了一些载荷 ，包括 着陆器上的月基光学望远镜、极紫外相机；巡视器上的粒子激发X射线谱仪

（图片来源：新华社）

咦？嫦娥四号着陆器上面 咋有三根大天线？ 这就是上面提到的“ 低频射电频谱仪 ”，由中科院相关单位研制。月球背面是天文界公认的观测低频射电天文的最佳场所。在月球背面布设低频天线开展0.1-40MHz的低频射电天文观测，将进一步开创天文观测的新领域，将有机会发现宇宙天体演化中的新现象、新规律。

预计在2019年3月左右，嫦娥四号将释放3根5米长的接收天线，每根天线都与其他天线成直角。在月球背面开展低频射电探测。

嫦娥四号巡视器（月球车）模型。基本继承了“玉兔号”的外形和状态，呈长方形盒状，总重量约140公斤，长1.5米，宽1米，高1.1米。

除了国际合作载荷外，值得一提的是，国内高校也加入了载荷研制队伍。2016年9月20日，为期近10个月的“月球探测载荷创意设计征集活动”在北京落下帷幕。来自中科院地质与地球物理所和西安光机所团队设计的“CCD图像传感器月尘探测仪”、浙江大学团队设计的“月卫立方星”、 重庆大学团队设计的“月球卫星循环生态系统”等三项创意设计获得一等奖。

此次将登陆月球背面的就是其中的一个创意设计，由教育部深空探测中心牵头、依托重庆大学联合28所大学研发的生物科普试验载荷将一个小型生物圈送上月球，开展相关科学研究。这次实验虽然需要克服诸多困难，但意义深远， 它将成为人类首次月面生物实验，对人类未来在地外星球生存具有重大意义。

科普载荷“月面微型生态圈”初样件。（图片来源：重庆大学）

“月面微型生态圈”是一个由特殊铝合金材料制成的圆柱形“罐子”，高18厘米，直径16厘米，净容积约0.8升，总重量3公斤。小“罐子”里乾坤大， 里面将放置马铃薯种子、拟南芥种子、果蝇、土壤、水、空气以及照相机和信息传输系统等科研设备。

此次月面生物实验的目标是在月球表面实现动植物的一个生命周期。根据100天的实验期限，科学家选定了马铃薯、拟南芥和果蝇。这 两种植物将生根发