2020年3月10日，“超級月亮”出現在拉薩天宇。新華社記者 孫非攝

玉兔二號巡視器全景相機對嫦娥四號著陸器成像。新華社發（國家航天局供圖）

2019年1月11日下午，嫦娥四號著陸器與玉兔二號巡視器工作正常，達到工程既定目標，標誌著嫦娥四號任務圓滿成功。新華社發（國家航天局供圖）

嫦娥四號著陸器地形地貌相機環拍全景圖（圓柱投影）。 新華社發（國家航天局供圖）

地球上的人為什麼看不到月球背面？

中秋節的月亮比其他任何時候都要大嗎？

又是一年中秋節。自古以來人們就有賞月的習慣，而當大家聚在一起吃著月餅，一同望向掛在天空中那輪皎潔的明月時，這個美麗而神秘之地，便會激起人們心中大大小小的疑問。值得慶幸的是，隨著科學技術的不斷進步，這些在賞月時產生的困惑都逐漸有了科學的答案。

從科學的角度賞月

月球的地形主要分為月海和月陸，此外，月球上還有山脈、平原、峭壁、環形山等地形和地貌。月球作為太陽系第五大衛星，是離地球最近的天體，也是地球唯一的天然衛星。地球與月球在圍繞著它們的共同質心轉動，因此，在天文學上專門將地球與月球稱為“地月系統”，並作為一個整體去研究。

“為什麼我們只能看到月亮的一面？”人們常常問道。要知道，月球的存在對於維持地球自轉軸的穩定非常重要，而月球引力引起的潮汐作用甚至比太陽還要大。由於“潮汐鎖定”的原因，月球的自轉和公轉速度相同，使得它總是隻有一面朝向地球，而地球上的我們也就看不到月球的另一面了。

月亮從古以來就吸引著人類的目光，我們可以從古代的詩詞歌賦、神話故事中無數次地發現月亮的身影。“人有悲歡離合，月有陰晴圓缺”，每當農曆每月的十五、十六之際，這句耳熟能詳的詩便會在人們腦海中浮現。“中秋賞月是因為那時的月亮最大！”不少人都這樣說。中秋節的月亮真的最大嗎？然而，這只是一個美麗的“誤會”。

我們知道，一年之中會出現12次到13次滿月，中秋滿月只是其中之一，它的大小、亮度遵循月亮變化的一般規律，與其他月份相比並無特殊，只不過由於歷史文化的原因，人們對中秋的月亮寄託了更多的情感。

相關專家表示，月球確實會有大有小，但這是因為月球的視直徑與月球到觀測者的距離有關。月球在一個橢圓軌道上圍繞地球公轉，所以當月球位於近地點附近時，它的視直徑最大，如果此時恰逢滿月，我們就會看到震撼人心的“超級月亮”。

每當賞月時，我們不禁會對著黃色“圓盤”上分佈的暗黑色區域議論紛紛。在中國古代，人們還會將這些區域稱為嫦娥居住的宮殿——廣寒宮。後來，隨著望遠鏡解析度的提高和航天技術的發展，人們才發現月球是一個靜寂的荒涼世界，那些被稱作廣寒宮的暗黑色區域，實際上是顏色較深的玄武岩，而月陸上那些看起來比較亮的地方，則是顏色較淺的斜長巖。

千百年來，人們對月球的嚮往與探索從未止步，人類一直懷著飛出地球的想法，於是就有了嫦娥奔月的神話詩篇。從風箏、氣球到飛艇、飛機、火箭、衛星，人類從未停止對飛天夢想的追尋。

探索未知領域的奔月之路

在近期舉行的2020年中國航天大會上，中國探月工程副總設計師於登雲說：“我國探月工程穩步推進，預計今年底之前發射嫦娥五號，實現月球區域軟著陸及取樣返回。”

近年來，全球迎來了新一輪探月熱潮，各國更加註重月球資源的勘探、開發和利用，構建長期月球基地。其實早在古代，天文學家就開始觀測、研究月亮。1609年，伽利略首次用天文望遠鏡觀測月亮，使人類對月球正面的地形開始有了詳細的瞭解，但真正的飛躍是在20世紀人類進入太空時代之後。

1969年7月20日，“阿波羅”11號飛船安全著陸月球。幾個小時後，宇航員阿姆斯特朗登上月球，在月球上首次留下人類的足跡。為了紀念人類第一次登月成功，每年的7月20日就成為“人類月球日”。

探索浩瀚宇宙，也是中國人民長久以來的不懈追求和偉大夢想。我國的空間探測是從月球探測開始的，這其中凝聚了無數航天人的心血與汗水。

2007年10月24日，我國成功發射第一個月球探測器——嫦娥一號。嫦娥一號執行在距月面約200千米高的圓形極軌道上，採用了多項新技術，如三體定向技術、紫外敏感器等。

據瞭解，在嫦娥一號上有8種科學儀器，用於獲取月球表面三維立體影象，探測月表不同物質的化學元素和地月空間環境，並首次用微波探測儀測量月壤的厚度。在超額完成各項任務後，為了積累落月過程控制和軌道測定方面的經驗，嫦娥一號於2009年3月1日受控撞擊了月球豐富海區域。

嫦娥一號比原計劃多飛117天，飛行期間經歷3次月食，傳回1。37TB有效科學探測資料。它獲取了世界第一幅全月球影像圖，以及月表化學元素分佈和礦物含量、月壤分佈和近月空間環境等資料，填補了我國在探月領域的空白，實現了中華民族千年奔月夢想。

然而，我們的腳步並沒有停止。

緊接著，嫦娥二號、三號、四號相繼成功，這3次飛行任務共同組成了我國落月探測計劃。

由於落月探測要突破一系列關鍵技術，技術跨度和實施難度較大。因此，為了降低風險，在發射嫦娥三號之前，先於2010年10月1日發射了嫦娥二號。

嫦娥二號主要完成兩大任務：一是對新技術進行試驗驗證，對未來的預選著陸區進行高解析度成像；二是獲得更加豐富和準確的探測資料，深化對月球的科學認知。

嫦娥二號獲得了國際最高7米解析度全月影像圖，飛至日地拉格朗日L2點進行環繞探測，並對700萬公里外的圖塔蒂斯小行星進行高精度飛越探測，它使我國成為世界第4個探測小行星的國家，開創了我國航天一次發射開展多目標、多工探測的先河。

2013年12月2日，我國成功把嫦娥三號直接送入地月轉移軌道。12月14日，嫦娥三號在月面軟著陸，首次實現了我國對地球以外天體的軟著陸。12月15日，嫦娥三號著陸器與巡視器分離，並進行了互相拍照……

當嫦娥三號任務圓滿完成以後，作為備份的嫦娥四號該去哪兒？

不少人都認為：“嫦娥四號無須冒險，還應落在月球正面。”然而，中國航天科技集團五院深空探測和空間科學首席科學家、中國科學院院士葉培建卻堅定地提出：“中國探月工程應該走一步跨一步。落到月球背面去，這是一個創舉。”

2019年1月3日，嫦娥四號在月球背面成功著陸。作為整個探月工程“繞、落、回”三步走戰略中第二步的關鍵組成，嫦娥四號的一小步，無疑是整個人類太空探索史上的一大步。

探月之路 我們將走得更遠

從嫦娥一號拍攝的全月球影像圖，到嫦娥二號首次實現我國對小行星的探測；從嫦娥三號成功實現落月夢想，到嫦娥四號實現人類首次月球背面軟著陸……這項凝結了中國人民智慧的偉大工程，一次又一次創造了月球探測史的中國紀錄。

值得關注的是，在中國探月工程實施的背後，有一大批來自陝西的科技工作者發揮了重要作用。

2018年12月8日2時23分，西昌衛星發射中心。

伴隨著巨大的火箭轟鳴，肩負著億萬中華兒女的期待與夢想，長征三號乙運載火箭成功將嫦娥四號探測器送上太空。

在此次發射中，位於西安航天基地的中國航天科技集團有限公司第六研究院（以下簡稱航天六院）為長征三號乙運載火箭和嫦娥四號探測器提供了全部動力系統，該動力系統推送嫦娥四號探測器代表全人類首次登陸月球背面。

在此次“嫦娥奔月”中，航天六院研製的各類發動機身懷絕技、大顯身手，有的助推嫦娥四號探測器脫離宇宙速度，向著遙遠的奔月軌道飛去；有的幫助嫦娥四號探測器在接近月球表面時實施精準的懸停、制動……

強大精準的動力，是“嫦娥奔月”最可靠的保障。為此，航天六院研發團隊極致追求質量、極致追求效能，使每一臺發動機表現完美，充分發揮其作用。

2019年1月3日10時26分24秒，嫦娥四號成功著陸在月球背面東經177。6度、南緯45。5度附近的預選著陸區。落月後，透過“鵲橋”中繼星“牽線搭橋”，嫦娥四號探測器進行了太陽翼和定向天線展開等多項工作，建立了定向天線高碼速率鏈路，順利實現了月背和地面穩定通訊的“小目標”。

然而，月球背面其實有很多高山和低窪處，這給嫦娥四號探測器落月造成了極大的困難。嫦娥四號中繼衛星這座高空資料中轉站負責向嫦娥四號探測器落月傳遞資訊，但資訊在傳遞過程中難免會產生時間差，帶來訊號傳遞的延緩，因此需要藉助其他科技手段為落月導航。

中國航天科技集團五院西安分院（以下簡稱西安分院）為嫦娥四號探測器研製的測距測速敏感器，也稱落月雷達，類似於汽車的行車雷達和倒車雷達，能夠幫助嫦娥四號探測器控制身姿順利“泊車”，相當於為嫦娥四號探測器裝上了探路的“眼睛”。此外，西安分院還為嫦娥四號中繼衛星研製了測控分系統、天線分系統、中繼通訊分系統，使嫦娥四號探測器與地球時刻保持通訊暢通。

2019年1月11日16時47分，北京航天飛行控制中心大螢幕上呈現出嫦娥四號著陸器與玉兔二號巡視器的互拍影像圖，影象清晰完好，標誌著嫦娥四號任務圓滿成功。作為我國深空探測領域主力軍，中國科學院西安光學精密機械研究所研製的月基全景相機，讓全世界的人看到了鮮豔的五星紅旗隨中國製造的探測器在月球背面閃耀。

據瞭解，嫦娥四號全景相機肩負拍攝著陸器彩色照片的重任，其具有黑白和彩色兩種成像模式，可實現從巡視器腳下到月球邊際的清晰成像，並且在近距離觀測時可實現毫米量級的空間解析度。

月球背面可以說是宇宙上最安靜和孤獨的區域之一，複雜的地貌特徵以及無法建立探測器與地球間的直接聯絡，都是月背研究面臨的典型困難。在這種背景下，中國的航天工作者秉持“勇於挑戰自我”的信念，最終透過成功發射嫦娥四號，向世界展現瞭解決這些問題的成熟技術，創造了月球探測史的中國紀錄。

探月之路，我們註定將走得更遠。

記者手記

月亮上有趣的名字

王梓萌

兒時的許多幻想都與月亮有關。每當望向月亮時都不禁會想：“世界上只有一個地球嗎？地球的鄰居會不會就是眼前的月亮呢？”這一連串的疑問一直伴隨著我長大。後來從科普書中得知，世界上除了地球，還有火星、木星、土星……而地球的近鄰就是月球。

舊的問題解決了，新的問題隨之產生。

“月球上有地震嗎？”“月球上的一天相當於地球上的多少天？”後來這些問題雖然都在科學課上一一得到了解答：月球每年約有1000次地震，月球上的一天約等於地球上的27天7小時43分11。47秒……但是不出意外，新的問題又來了。

月球對於人類而言，像是秘境般令人心馳神往。飛到月亮上去，這是人類千百年來的夢想。當然，我們不會僅僅滿足於對月亮的想象，科技的發展讓人類對月球的進一步探索成為可能。

探月工程是當今高新技術發展中極具風險和挑戰的領域。它由衛星、運載火箭、發射場、測控和地面應用等五大系統組成，是一份“1萬-1=零”的事業。一顆螺絲釘、一個插頭就可以決定整個工程的成敗。

有趣的是，20世紀六七十年代以來，隨著一系列月球探測計劃的實施，人類對月球的認識和理解得到了提升，一些精細地形單元也有了自己的名字。在這些名字中，絕大多數採用地球上的地名和各國曆史上著名科學家的名字來命名，以示紀念。但由於受到望遠鏡分辨能力的制約，命名的主要是月球朝向地球的一面的大型地形地貌。

自2007年嫦娥一號衛星發射以來，我國已相繼開展了嫦娥一號、嫦娥二號、嫦娥三號任務和再入返回飛行試驗，並根據探月工程獲得的成果，相繼命名了廣寒宮、紫微、天市、太微、畢昇、蔡倫、張鈺哲7個新的地形單元，加上此前的共有22個以中國元素命名的月球地形單元。

隨著2019年1月3日我國嫦娥四號探測器在月球背面軟著陸成功，當年2月4日，國際天文學聯合會批准了利用探月工程嫦娥二號和嫦娥四號高分辨月面影像資料申報的嫦娥四號著陸點及附近5個月球地理實體名稱：嫦娥四號著陸點命名為天河基地；著陸點周圍呈三角形排列的3個環形坑，分別命名為織女、河鼓和天津；著陸點所在馮·卡門坑內的中央峰命名為泰山。這是我國月球探測工程科學資料成果在月球地理實體命名上的又一次重要應用。

月球地理實體命名能從一個側面反映一個國家在月球探測及科學研究工作上所取得的成績，體現了一個國家的綜合實力和科學技術水平。這些以中國元素命名的月球地名，代表了國際社會對中國在月球與深空探測領域所取得的成績的認可，也是中國人走向深空、探索宇宙奧秘的又一印證。相信在未來，月亮上會相繼出現更多我國的月球地理實體命名。