嫦娥四号：让月球背面露真颜

本报记者傅逸飞

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，中国计划今年进行嫦娥四号探月。探测器将实现在月球背面的首次软着陆，并进行原地和巡逻探测。

“我们将在嫦娥四号任务的中继卫星上搭载两颗小卫星，进行无线电干扰测试，以探测宇宙的“黑暗时代”。中国人民政治协商会议全国委员会委员、中国科学院国家空间科学中心研究员吴季3月2日说。

这是中国探月工程的又一次旅程，它将书写人类探月的新篇章。权威的国际学术期刊《自然》预测，嫦娥四号将成为2018年全球科技盛会的“名单”。

中继卫星任务的成败给45万公里的通信距离带来困难。

嫦娥四号将分两次发射。赵小金说，中国计划在今年上半年发射一颗前往拉格朗日2号的中继卫星。中继卫星是嫦娥四号任务的前提，关系到整个任务的成败。

由于被地球潮汐锁定，月球只能永远面向地球的同一边。人类不仅从未见过地球上的月球背面，通信信号也将被阻断。拉格朗日2号位于地球和月球之间的延长线上，距离地面约45万公里。赵小金说，在这个位置部署中继卫星可以“看到”月球和地球的背面。它可以将嫦娥四号着陆器和月球车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月面运行提供测控支持。

此前，为了满足载人航天任务和其他任务的测控要求，中国发射了一系列中继卫星天林一号，部署在离地面约36000公里的地球同步轨道上。嫦娥四号中继卫星的用途和技术途径相似，但轨道距离要长十倍以上，技术难度也随之而来。早些时候，一些航天专家指出，与地面直径几十米的天线相比，中继卫星和嫦娥四号探测器都不可能有大直径，因此只有窄波束天线才能实现大容量数据传输，这就要求天线具有极高的指向精度。

赵小金说，中继卫星的研制是在嫦娥四号任务计划最终确定后提出的。开发周期只有两年多，面临全新的轨道和任务要求。与其他中继卫星4年多的开发周期相比，时间非常紧迫。通过努力，五院研究团队攻克了地月拉格朗日两点轨道设计与控制、远程中继通信等关键技术，按时完成了研究任务。产品各项指标完全满足任务要求。

嫦娥4号也可以在晚上工作，“玉兔”悲剧不会再发生。

在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，并将其降落在月球南极附近的艾特肯盆地。

嫦娥4号是嫦娥3号的备份。不过，赵小金说，嫦娥四号的着陆方式和工作条件与嫦娥三号有很大不同，性能也有很大提高。

2013年12月，嫦娥三号成功降落在月球正面的雨海北部。赵小金说，月亮前面有一个相对较宽的平原。虽然有许多环形山，但即使是环形山的底部也相对平坦。月球背面的地形更复杂，有更多的环形山和更陡峭的地形。因此，嫦娥四号不能像嫦娥三号那样以弧形轨道缓慢着陆。为了不撞到悬崖，它必须以近乎垂直的方式着陆。

月球上的“一天”大约是地球上的28天，半昼半夜，温差超过300摄氏度。为了熬过寒冷而漫长的月夜，嫦娥三号采取了休眠策略，利用放射性同位素热源和两相流体回路技术来维持体温和满足基本能量需求，并一直等到太阳出来后才自主醒来。嫦娥四号进一步采用了能量方法。利用同位素温差发电技术和热电综合利用技术，不仅可以熬过月夜，还可以进行一些测量工作。

2014年1月，嫦娥三号上的月球车“玉兔”登陆月球出现异常，这一失败不可排除，让成千上万的网民深感痛心。根据过去的经验，科研团队对嫦娥四号进行了改进，以提高其可靠性。"我相信这次肯定不会出现同样的问题。"赵小金说道。

与嫦娥三号相比，嫦娥四号将以更深入、更全面的方式探索月球的地质、资源等信息，并完善月球档案。空间专家庞志浩认为，在月球背面进行详细的区域勘测非常重要。对月球背面的深入了解在研究月球的起源和演化以及调查月球的地质和资源方面起着重要的作用。同时，它不受来自地球的无线电波的干扰，是建设科学研究基地的理想圣地。

特别是在月球的两极，探索更有意义。记者了解到，月球两极有两个特殊区域:一个是永久照明区域，在那里可以获得持续稳定的太阳能；第二个是永久阴影区，那里可能有大量的水冰。庞志浩认为，如果我们能够确定月球两极是否有水和其他资源，这不仅可以作为确定月球基地位置的重要参考，也有助于利用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，它也可以分解成氢和氧作为宇宙飞船的燃料。他说，对月球背面和两极的探索有望产生许多重大的原创性科学研究成果。

“人们希望月球基地的建设将于2025年开始，载人登月将于2030年实现。”

月球是人类进入深空的第一站。月亮女神的故事也体现了中国人几千年的梦想。在20世纪90年代，中国科学家开始努力将他们的梦想变成现实。

2007年，中国发射了嫦娥一号卫星，开始了中国对月球的探索。嫦娥一号在离月球表面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地图。

2010年发布的嫦娥二号是在嫦娥一号的基础上发展起来的。其工作轨道距离月球表面仅100公里，并获得了较高分辨率的三维图像、月球物质成分分布图等数据。在预定任务完成后，嫦娥二号进行了一次膨胀试验，首先探测距地球150万公里的拉格朗日2号，然后飞行700万公里，经过图坦斯小行星并拍摄有价值的照片。从那时起，它就不断地飞到太空深处去验证中国的TT&C和通讯能力。嫦娥二号目前正以椭圆轨道围绕太阳运行，预计将于2020年左右返回地球附近。

在中国的三步探月计划中，“轨道和降落”任务已经完成。嫦娥五号探测器将被发射，从月球上收集2公斤的月球土壤并带回地球。按照原计划，嫦娥五号应该在2017年底用长征五号火箭发射。由于长征五号远程二号火箭的失败，嫦娥五号任务被推迟了。

赵小金说，嫦娥五号目前正在储存，发射时间仍不确定。我们必须等待长征五号遥控三号和遥控四号火箭的成功发射，以确保火箭的可靠性满足要求。如果一切顺利，嫦娥五号任务预计将于2019年实施。

如果嫦娥五号任务成功，中国将利用其备份嫦娥六号进行新的探索。一些专家认为，如果嫦娥四号在月球背面发现有价值的线索，嫦娥六号可以回到月球背面进行取样。

赵小金说，科学家们已经开始规划月球探测项目的第四阶段，希望国家能尽快建立该项目。在项目的第四阶段，人们希望月球基地的建设将得以实施。该基地将由智能机器人操作，并将不断组装和扩展，为载人登月奠定基础。将来，月球基地可以进行科学实验，也可以用作深空探测的中转站。“我们希望在2025年左右开始建造月球基地，并在2030年左右实现载人登月。这种规划也是月球探测项目第三阶段的延续。”他说。