我国计划于今年下半年发射嫦娥四号月球探测器，首次实现人类探测器在月球背面软着陆。昨天，探月工程总设计师吴伟仁院士解释该计划时表示，月球背面探测不仅有助于全面探索月球，还可以在电磁波宁静区探测宇宙起源时期的信号。
今年4月24日是第三个“中国航天日”。昨天，中国航天日北京分会场活动在中国科技馆举办，吴伟仁在活动中向公众介绍了嫦娥四号的相关科学问题。
嫦娥四号探月成为今年广受国内公众瞩目的航天任务。《自然》杂志网站列出的2018年值得期待的科技事件中，嫦娥四号任务也名列其中。
记者从国家国防科工局了解到，嫦娥四号包括中继星、着陆器和巡视器(简称着巡组合体)。中继星计划于今年上半年发射，将到达拉格朗日L2点(地月引力平衡点)，实现探测器与地面之间的测控通信和数据传输。
着巡组合体计划于今年下半年发射，抵达月球背面，开展月基低频射电天文、月球背面巡视区形貌和矿物组份、巡视区浅层结构等科学探测与研究，预期可获得一批原创性科学成果。
除了中国探测任务，嫦娥四号还将执行“全球任务”。目前已确定将搭载荷兰低射频电探测仪、德国月表中子与辐射剂量探测仪、瑞典中性原子探测仪和沙特月球小型光学成像探测仪4台国际合作科学载荷。
释疑1
为何要在月球背面软着陆?
隔绝电磁噪声，可探测宇宙形成早期短波信号
月球的公转与自转速度一样，都是27.3天，这是由于地球对月球的“潮汐锁定”导致的。加上天平动的作用，只有约59%的月面能被地球观测到。也就是说，月球背面41%的地方始终受月球阻挡。
这样的特性，导致月球背面探测具有很多独特的科学价值。吴伟仁说，月球背面避开了来自地球的大量电磁干扰，处于一种电磁波“宁静区”。在这样的洁净环境中，探测器可以接收到更多微弱信号，例如宇宙形成早期发出的短波。
“这些低频短波可以帮助我们研究宇宙起源。在月球正面是无法探测到的，因为收到的都是电磁噪声。”中科院国家天文台研究员郑永春说。
目前全世界进行过120多次月球探测活动，但从来没有探测器登陆过月球背面。吴伟仁表示，要想深入探索月球奥秘，一定要去那里。而且目前中国有条件、有能力开展月球背面软着陆探测，争取创造世界第一。
另外，美国航空航天学会会员、“小火箭”工作室创始人邢强介绍，月球背面的月壤和岩石人类尚未接触过，进一步探究和分析，可以为地球和月球形成的早期机理提供更翔实的研究材料。
历史上，苏联月球2号探测器于1959年首次拍到月球背面照片。1968年，美国阿波罗8号飞船第一次带着人类目睹月球背面。目前，人类对于月球背面最详细的信息，是来自于2009年入轨的美国月球勘测轨道飞行器(LRO)。
释疑2
月球背面着陆有何难度?
多山地形登陆困难，将发射中继星建立地月通信
嫦娥一号和二号在绕月过程中都曾拍摄过月球背面，嫦娥二号拍摄的月球表面全图，分辨率达到7米的“高清”程度。通过这些照片和数据，科学家发现，月球背面的地形比正面远为复杂，多“山”多“谷”。
郑永春介绍，这是因为月球曾被大量小行星撞击，形成了很多深坑，看上去就是大量的环形山。
复杂地形为嫦娥四号着陆带来更多困难。吴伟仁打了个比方：“嫦娥三号相当于在华北平原着陆，嫦娥四号则相当于在崇山峻岭的云贵川地区着陆。”
同时，遥测和控制也是个难题。电磁波只能直线传播，当探测器飞行至地球看不到的月球背面，如何与地球建立通信?
科学家将利用一颗中继卫星解决这个问题。在嫦娥四号发射前，我国将于下月先发射一颗中继卫星，定位在距地心约45万公里、距月心约6.5万公里的地月拉格朗日L2点。据邢强介绍，拉格朗日L2点位于地球球心和月球球心连线且靠近月球的一个特定位置上，通俗来说，该点既能“看到”地球，又能“看到”月球，因而能成为嫦娥四号与地球之间的信息中转站。
中国科学家对于拉格朗日L2点并不陌生。2010年发射升空的嫦娥二号卫星，在完成既定的月球探测任务后，继续飞往深空，曾抵达并绕飞拉格朗日L2点。其携带的4台科学仪器在此位置上进行了联合探测，填补了我国对地球远磁尾区域的离子能谱、太阳耀斑爆发和宇宙伽马暴的科学探测空白。
邢强表示，在月球探索中使用中继通信技术，也是对深空探索和星际探索技术的一种验证。
■ 展望
中国正论证建设无人值守月球科研站
我国现在已论证更长远的月球探测与开发计划。
去年召开的第七届航天技术创新国际会议上，国家航天局探月与航天工程中心相关负责人透露，我国正在开展月球科研站的论证。月球科研站将是能源长期供给、自主运行、无人值守的月面基础设施，未来开展以机器人为主的科学研究和技术试验。
“之所以要建立科研站，是因为有些工作需要较长时间才能产出成果。依托科研站，可以进行更长时间的工作，开展科学研究、能源开发等任务。”航天专家庞之浩介绍，月球探测分为探月、登月、驻月三种方式，其中驻月可以采取无人科研基地和有人月球基地两种形式。
庞之浩解释，月球没有大气层阻隔、震动小，是天文探测的理想环境。建立月球科研站，还能以月球为基地，对地球和深空开展探测，成为向远深空出发的跳板。(记者 倪伟)
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