“嫦娥四號”月球探測器：將首次著陸月球背面

“嫦娥四號”的奔月任務將分兩步進行：第一步，今年上半年，向地月引力平衡點拉格朗日L2點發射“嫦娥四號”的中繼衛星，以解決地面與月球背面的通信和測控問題；第二步，約半年後，發射“嫦娥四號”的著陸器和巡視器，對月球背面開展著陸巡視探測。這是中國探月工程又一次踏上征程，將書寫人類探索月球的新篇章。國際權威學術期刊《自然》預測2018年全球科技大事件，嫦娥四號任務“榜上有名”。

“‘嫦娥四號’著陸月球背面，將是人類首次對月球背面進行著陸探測。我國將在‘嫦娥四號’的中繼衛星上搭載兩顆小衛星，做射電干涉試驗，探測宇宙‘黑暗時代’。”全國政協委員、中國科學院國家太空科學中心研究員吳季說。

由於被地球潮汐鎖定，月球只能永遠以同一面朝向地球。人類在地球上不僅從未見過月球背面，通信信號也會被阻隔。地月拉格朗日L2點位於地球與月球的延長線上，距地面約45萬千米。全國政協委員、中國航天科技集團五院黨委書記趙小津說，在這個位置布置一顆中繼衛星，既能“看到”月球背面，也能“看到”地球，可以將“嫦娥四號”著陸器和巡視器獲取的科學數據傳回地球，並通過中繼衛星提供“嫦娥四號”軟著陸及月面工作期間的測控支持。

此前，我國為了滿足載人航天等任務的測控需求，發射了“天鏈一號”系列中繼衛星，部署在距地面約3.6萬千米的地球同步軌道。“嫦娥四號”中繼衛星的用途和技術途徑與之相似，軌道距離卻遠了十多倍，技術難題隨之而來。此前有航天專家指出，相比地面口徑可達數十米的天線，無論是中繼衛星還是“嫦娥四號”探測器，天線的口徑都不可能太大，因而只能用窄波束天線實現較大容量的數據傳輸，這對天線的指向精度要求極高。

趙小津說，這顆中繼衛星的研製是在“嫦娥四號”任務方案確定之後提出的，研製周期只有2年多時間，而且面臨全新的軌道和任務要求。與其他中繼衛星4年以上的研製周期相比，時間非常緊張。經過努力，五院科研團隊攻克了地月拉格朗日L2點軌道設計與控制、遠距離中繼通信等關鍵技術，如期完成了研製任務，產品各項指標完全符合任務需求。

中繼衛星完成在軌測試後，我國計劃在下半年發射“嫦娥四號”，讓它降落在月球南極附近的標記肯盆地。

“嫦娥四號”本是“嫦娥三號”的備份。不過趙小津表示，“嫦娥四號”的著陸方式、工作狀態跟“嫦娥三號”有很大區別，性能上也有很大提升。

2013年12月，“嫦娥三號”成功降落在月球正面雨海北部區域。月球上的“一天”大約相當於地球上的28天，晝、夜各佔一半，溫差可達300攝氏度以上。為了熬過寒冷漫長的月夜，“嫦娥三號”采取了休眠策略，借助放射性同位素熱源加兩相流體回路技術維持體溫，滿足基本的能源需求，等到太陽出來再自主喚醒。“嫦娥四號”的能源方式更進一步，憑借同位素溫差發電與熱電綜合利用技術，不僅能安然度過月夜，還能開展一些測量工作。

2014年1月，“嫦娥三號”帶上月球的“玉兔”月球車出現異常，故障始終未能排除，讓千萬網友痛心不已。有了前車之鑒，科研團隊對“嫦娥四號”巡視器進行了改進，增加了可靠性。“我相信這次肯定不會出現同樣的問題。”趙小津說。

相比“嫦娥三號”任務，“嫦娥四號”將更深層次、更全面地科學探測月球地質、資源等資訊，完善月球的檔案資料。航天專家龐之浩認為，對月球背面進行區域性詳查和精查十分重要。深入了解月球背面，對研究月球的起源和演變、調查月球地質和資源情況等有重要作用；同時那裡不受來自地球的無線電波干擾，是建造科研基地的理想聖地。

在我國探月工程三步走計劃中，“繞、落”任務已經完成，下一步將發射“嫦娥五號”探測器，從月球采集2千克月壤帶回地球。按照原本的計劃，“嫦娥五號”應該在2017年底由“長征五號”火箭發射，由於此前“長征五號”遙二火箭發射失敗，“嫦娥五號”任務也相應推遲。

趙小津說，目前“嫦娥五號”處於存儲狀態，發射時間還不能確定，要先等“長征五號”遙三、遙四火箭發射成功，確保火箭可靠性達到要求。如果一切順利，“嫦娥五號”任務有望2019年實施。

趙小津介紹，目前科學家已經開始了探月四期工程的規劃，希望國家能盡快立項。在四期工程中，希望能開展月球基地的建設，先由智能機器人操作，不斷組裝擴大，為載人登月奠定基礎。未來，月球基地可以開展科學試驗，也可以作為深空探測的轉運站站。“我們希望在2025年左右能開始月球基地的建設，2030年左右實現載人登月。這樣的規劃也是對探月三期工程的延續。”他說。