看！世界首张月球背面照 揭秘嫦娥四号7大看点
来源：金羊网 日期:2019-01-04
嫦娥四号着陆器监视相机C 拍摄的着陆点南侧月球背面图像，玉兔二号巡视器将朝此方向驶向月球表面 新华社发
●月球背面月壳为何比正面厚?
●月球有哪些被隐藏的“过往”?
●艾特肯盆地是如何形成的?
●能否监听宇宙深处的电磁信号?
据新华社电 这是人类第一次揭开古老月背的神秘面纱。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·卡门撞击坑内，实现人类探测器首次月背软着陆。
经过约38万公里、26天的漫长飞行，1月3日，嫦娥四号进入距月面15公里的落月准备轨道。
北京航天飞行控制中心大厅内，随着现场工作人员一声令下，嫦娥四号探测器从距离月面15公里处开始实施动力下降，探测器的速度逐步从相对月球1.7公里每秒降为零。
在6到8公里处，探测器进行快速姿态调整，不断接近月球;在距月面100米处开始悬停，对障碍物和坡度进行识别，并自主避障;选定相对平坦的区域后，开始缓速垂直下降。最终，在反推发动机和着陆缓冲机构的“保驾护航”下，一吨多重的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。
嫦娥四号着陆区地形起伏达6000米，是太阳系中已知最大的撞击坑之一，被认为对研究月球和太阳系早期历史具有重要价值。
落月后，通过“鹊桥”中继星的“牵线搭桥”，嫦娥四号探测器进行了太阳翼和定向天线展开等多项工作，建立了定向天线高码速率链路，实现了月背和地面稳定通信的“小目标”。
11时40分，嫦娥四号着陆器获取了月背影像图并传回地面。这是人类探测器在月球背面拍摄的第一张图片。
15时7分，工作人员在北京航天飞行控制中心通过“鹊桥”中继星向嫦娥四号发送指令，嫦娥四号着陆器与玉兔二号巡视器(即月球车)分离开始。
飞控大厅大屏幕上，嫦娥四号着陆器矗立月面，太阳翼呈展开状态。玉兔二号巡视器立于着陆器顶部，展开太阳翼，伸出桅杆。随后，巡视器开始向转移机构缓慢移动，转移机构正常解锁，在着陆器与月面间搭起一架斜梯，巡视器沿斜梯缓缓走向月面。22时22分，巡视器踏上月球表面，巡视器在月背留下第一道印迹。
嫦娥四号探测器动力下降过程降落相机拍摄的月背影像图
揭秘嫦娥四号7大看点
在崇山峻岭中自主着陆、探索宇宙起源、在月亮上“种土豆”……
文/图 新华社
2018年12月8日从西昌卫星发射中心升空的嫦娥四号探测器，经过20多天环月飞行，终于等到目的地南极-艾特肯盆地这个太阳系中最大、最深、最古老的陨石坑迎来曙光。
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·卡门撞击坑内，实现人类探测器首次月背软着陆。11时40分，嫦娥四号着陆器获取了首张月背影像图并传回地面。
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如何实现“自动驾驶”?
用“大脑”计算寻找着陆点
1月3日10时15分，在距离月球约6.5万公里、环绕地月第二拉格朗日点、能同时看见地球和月球背面的中继星“鹊桥”的通信协助下，嫦娥四号上的变推力发动机被点燃，探测器的速度从相对月球1.7公里每秒降到接近为零。探测器调整了姿态，朝着艾特肯盆地中的冯·卡门撞击坑相对平坦的坑底垂直降落下去。
当它距离月面约两公里时，太阳从东方照射月面形成的投影被探测器上的相机捕捉到，经过计算机“大脑”处理，它识别出下方的大石块和陨石坑，进行了第一次避障。
当距离月面100米时，它在空中悬停，利用激光扫描识别出月面上更小的障碍物以及坡度，它的“大脑”再次计算，寻找到一个较为安全的地点作为着陆点。
当距离月面两米时，探测器上的发动机停止工作，怀抱着月球车的金光闪闪的着陆器依靠自身重力落下，四条腿稳稳站立在荒凉的灰色月面，扬起一片月尘。
整个降落过程持续了大约12分钟，全部由探测器自主完成，地球上没有进行任何干预，但“鹊桥”将着陆的画面传回到北京郊区的指挥控制中心。
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如何在崇山峻岭中着陆?
探测器自主识别障碍并避障
中国探月工程总设计师吴伟仁比喻说：嫦娥三号好比降落在华北大平原，而嫦娥四号好比降落到中国西南的崇山峻岭中。
他说，嫦娥四号着陆区相当于嫦娥三号着陆区的八分之一，且落区周围有海拔10公里高的山，艾特肯盆地冯·卡门撞击坑的海拔为负6公里，因而与嫦娥三号平滑的抛物线降落轨迹不同，嫦娥四号是接近垂直降落。
“着陆时间短、难度大、风险高，对我们是一个很大的考验。”吴伟仁说。
航天科技集团五院嫦娥四号探测器总设计师孙泽洲说：“我们对于月面地形的信息主要来自以前环月遥感数据，包含嫦娥一号、嫦娥二号以及一些国外卫星的遥感数据。但这些数据都不能给我们提供足够精度的地形信息，我们不可能知道哪个地方有大石头，更多的是整体的宏观信息和统计概率，最后着陆还是要靠探测器自主识别障碍与避障。”
五院嫦娥四号探测器项目总监张熇说，嫦娥四号在系统设计上考虑了如何提高着陆的精度，在环月阶段增加了轨道修正，在动力下降控制策略上进行了调整。探测器要在距离月面比较高时候就达到着陆区的上方，然后垂直下降，这样航迹上复杂崎岖的地形就不会对着陆带来影响。
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探索月球背面有何重要意义?
窥见大爆炸后宇宙起源
“去月球背面比去正面风险增大了很多，崎岖的地形给我们带来必须面对的问题，但在月面更高精度的着陆是未来所需要的。解决这次任务面临的挑战，可为后续的深空探测和小行星探测打下基础。我们希望未来具备全月球乃至于全太阳系的到达能力。”孙泽洲说。
中科院月球与深空探测总体部主任邹永廖说，月球背面具有独特性质，嫦娥四号登陆的是从未实地探测过的处女地，或许能获得重要发现。
对于天文学家来说，月球背面是一片难得的宁静之地，因为月球自身屏蔽了来自地球的各种无线电干扰信号，在那里或将窥见大爆炸后宇宙如何摆脱黑暗，点亮第一代恒星。
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为何着陆在冯·卡门撞击坑?
这里坑坑洼洼的仍是“谜”
由于潮汐锁定，月球绕地球公转与自转的周期相同，从地球上看到的月亮“景色”总是相同的。在没有太空探测器的年代，月球背面一直是神秘的未知世界。
直到大约60年前，苏联的月球3号探测器才传回了第一张月球背面影像。大约50年前，美国阿波罗8号的三位宇航员在环月飞行时，成为最先目睹月球背面的人类。
越来越多环绕月球的探测器让人们发现，原来月球背面和正面如此不同：正面相对平坦，而背面则崎岖不平，遍布坑坑洼洼的撞击坑;月球背面的月壳比正面厚得多。为什么会这样?现在依然是个谜，只有着陆探测才有可能揭开这个谜。
对冯·卡门撞击坑的探测还有另一层意义，它是以20世纪匈牙利裔美国航天工程学家冯·卡门名字命名的。中国航天事业的奠基人钱学森、郭永怀都是这位“航空航天时代科学奇才”的亲传弟子。…
