海说神聊京时候12月8日凌晨2:23，嫦娥4号月球探测器在西昌卫星发射中间，由长征3号乙改型（CZ-3B）运载火箭发射升空。
官宣了（图片来历：@中国航天科技集团）
2019年1月3日上午10:26，颠末26天的飞翔，嫦娥4号月球探测器顺遂着陆在月球后背东经177.6°，南纬45.5°的预选着陆区中，当作为人类首颗当作功软着陆月球后背的探测器，并经由过程鹊桥中继星传回了宿世界第一张近距离拍摄的月背影像图。这是中国探月工程“绕、落、回”打算的第二阶段，也是继5年前的嫦娥3号使命当作功完当作之后我国深空探测史上的新篇章。
当日下战书15:07，海说神聊京航天飞翔节制中间经由过程“鹊桥”中继星“标的目的嫦娥4号发送两器分手的指令。22:22，月球车顺遂踏上月球后背！月球车的名字也同步揭晓——玉兔二号将接替玉兔号月球车，尽力当作为”看星星最多的兔子“！
玉兔号vs玉兔二号（图片来历：探月工程）
嫦娥4号使命包罗一枚着陆器和巡视器（月球车）的组合体。
嫦娥4号着陆器（上左）和月球车（上右）的模子（图片来历：航天科技集团）
着陆之后的嫦娥4号会打开太阳能电池板，将天线指标的目的中继星传回讯号，并于几个小时后释放月球车。我们即将再次看到着陆器和月球车汗青性的两器互拍！
2013年12月15日，嫦娥3号落月6个小时后，着陆器的地形地貌相机和月球车玉兔的全景相机互拍▼
（图片来历：新华社）
这是1月3日嫦娥4号着陆器的下降相机拍的▼
（图片来历：CLEP）
这是1月3日嫦娥4号着陆器的监督相机C拍摄的着陆点南侧月球后背图像▼
月球车将朝这个偏向驶标的目的月球概况（图片来历：CNSA/CLEP[1]）
难以“触及”的月之后背
本次嫦娥4号使命打算着陆在月球后背，这是人类初次测验考试着陆和实地探测月球后背，也将是对我国轨道节制、着陆和通信手艺的庞大挑战。
因为被地球的引力锁定（也就是“潮汐锁定”），月球始终只有不异的一面朝标的目的地球，这导致地球上的我们永远只能看到月球的正面。不外，需要注重的一点是，“月之后背”并不是“月之暗面”，事实上，月球的后背和正面城市轮流被阳光照射到。
（图片来历：作者建造）
人生代代无限已，江月年年只相似。▼
任时空流转，月亮的脸从来不曾改变（图片来历：[2]、维基）
尽管自1959年苏联的月球3号传回了第一张月球后背的影像以来，人类已经派出上百艘探测器在环抱月球飞翔的过程顶用各类遥感手段把月球后背的影像、光谱、当作分、重力等各类信息“看”了个清清晰楚。
第一张月球后背影像。左边的暗色区域别离为危海、史姑娘海、界海；下方为南海；右上为莫斯科海（图片来历：维基）
但着陆探测又是另一回事了。
确实，自1958年起头测验考试摸索月球以来，人类和无人探测器已经当作功着陆过月球数十次，总计有20台着陆器，6台月球车，12个宇航员平安上过月球概况这块不算遥远但依然神秘的地盘，此中包罗我国2013年12月当作功着陆的嫦娥3号着陆器和玉兔号月球车。
但这些着陆使命全数位于月球正面。▼
人类今朝为止所有当作功的月球软着陆使命，包罗美国的勘测者号（Surveyor）系列，苏联的月球号（Luna）系列和美国的阿波罗号（Apollo）系列。而月球自1976年后再一次迎来来自地球的着陆器，就已经是近40年后的嫦娥3号了（图片来历：维基）
到今朝为止，月球后背仍是人类着陆探测史上的空白▼
（图片来历：作者建造）
前路险阻，“鹊桥”先行
着陆后背比拟于正面有良多坚苦，但最主要的一条是通信障碍。因为被地球潮汐锁定，月球后背的探测器无法和地球直接通信。这也是之前美国和苏联数个月球着陆使命都放置在月球正面的一年夜原因。
为了共同嫦娥4号挑战月球后背，我国已在半年前（5月21日）预先发射了一枚通信中继卫星“鹊桥”，作为接下来的着陆器/月球车与地球进行通信的“桥梁”（详见嫦娥4号中继星“鹊桥”发射当作功：一桥飞架南海说神聊，天堑变通途）。
本年珠海航展中展出的1:3鹊桥模子（图片来历：作者建造）
这枚通信中继卫星已于6月14日顺遂抵达预定酒店的地月拉格朗日L2晕轨道（halo轨道），就等着为嫦娥4号的两位本家儿角办事了。
（图片来历：吴伟仁等）
但坚苦的另一面，也是机缘。因为没有地球年夜气层的干扰，月球后背着得天独厚的天文不雅测情况，本次嫦娥4号也会充实操纵月球后背的不雅测优势。
嫦娥4号的奔月之路
2018年12月8日凌晨2:23，嫦娥4号月球探测器在西昌卫星发射中间，由长征3号乙改型（CZ-3B）运载火箭发射升空。
长征3号乙改型（CZ-3B）运载火箭搭载嫦娥4号发射升空（图片来历：新华网）
12月12日16时45分，颠末约110小时的地月转移轨道后，嫦娥4号探测器当作功实施近月制动，进入了近月点约100公里的环月轨道。这段旅程比破费了112个小时的嫦娥2号、3号和鹊桥号快了2个小时，并且因为轨道精确，预定酒店的三次轨道批改最终只执行了一次，第三次和第一次都打消了。
不外，因为嫦娥4号入轨的时辰是后背着陆区的夜晚（月球上一个白日是14个地球日，一个夜晚也是14个地球日），所以比及了夜晚曩昔早晨到临，才起头筹办着陆。在这段期待期里，嫦娥4号也没闲着，而是睁开了一系列筹办工作：包罗2次环月轨道批改，与“鹊桥”中继星进行了4次中继链路测试，开展了激光测距、三维当作像、微波测距测速等导航敏感器在轨测试等等[3]。
12月30日8时55分，嫦娥4号探测器在距月面平均高度约100公里的环月轨道上当作功变轨，降轨进入近月点高度约15公里、远月点高度约100公里的环月轨道，顺遂进入预定酒店的月球后背着陆筹办轨道[3]。
嫦娥4号着陆在哪里？
嫦娥4号着陆的处所位于南极-艾特肯盆地（简称SPA）中的冯?卡门撞击坑内，是一个盘踞月球后背南半球的巨型陨石坑。
盘踞月球南半球的SPA盆地，红圈是盆地的表里环年夜致鸿沟，外环标记着SPA盆地的延长规模。（图片来历：作者按照LROC WAC影像和[4]绘制）
对南极-艾特肯盆地的熟悉转变，贯串了人类短短几十年的月球探测史。
早在20宿世纪60年月初甚至更早，地基天文不雅测者们就已经注重到月球后背南半球很可能有一个年夜型盆地[4]（我们凡是把直径300公里以上的撞击坑叫做撞击盆地），因为它的一小部门有时辰会从正面不雅测到一点陈迹。
但直到1968年苏联的Zond 6号探测器传回了这一区域的照片，人们才最终确定了这一区域的存在[6,7]。
再直到1994年的克莱门汀号探测器，人们才从地形数据中真正熟悉到了SPA盆地的轮廓，还告诉我们这里略微有一点富铁。
克莱门汀时代认为的SPA盆地规模。越红代表越高，越紫代表越低（图片来历：NASA）
再然后，1998年代球勘察者号获取的矿物当作分分布数据又告诉我们这里不仅富铁，并且富钍，并且SPA盆地其实并不是一个正圆，而是一个2400×2050公里的椭圆。也就是说，昔时阿谁小天体是以一个切近地面的小角度倾斜撞击过来的。
SPA盆地的表里环鸿沟，以SPA盆地的中间为图像中间（图片来历：[2]）
不外，之所以叫南极-艾特肯盆地，并不是暗示这个盆地位于南极的意思，事实上，SPA盆地的内环中间年夜约在53.2°S，168.9°W，距离南极仍是很有一段距离的。
南极-艾特肯盆地是以盆地边缘两端的两个处所——月球南极+艾特肯撞击坑的名字结合定名的。
（图片来历：LRO）
这种定名体例似乎是20宿世纪70年月末期行星地质学家们定名盆地的一种“时尚”，事实上，那段时候出产的地质图里，除了南极-艾特肯盆地之外，还降生了孟德尔-里德伯盆地（翻译一下就是“一个被孟德尔撞击坑+里德伯撞击坑圈定规模的盆地”）、库仑-萨尔顿盆地、穆图什-佛拉哥盆地、弗罗因德利希-沙罗诺夫盆地等多个近似盆地的定名。
所以说，“南极-艾特肯盆地”这个词是不克不及拆开单用的，“南极的艾特肯盆地”之类的表达也是不合错误滴。
南极艾特肯盆地对我们熟悉月球有不成替代的主要和特别意义。这也是本次嫦娥4号选择这个区域的原因。
首先是年夜。
SPA盆地是太阳系中今朝已知的最年夜的撞击盆地之一。它可以帮忙我们领会太阳系中的超年夜型撞击事务的过程是如何的，会带来什么。
其次是深。
SPA盆地深达13公里，是月球上最深的撞击盆地。这意味着昔时的撞击事务很可能挖出了月壳深处甚至月幔的物质，这些挖掘出的物质，会是我们研究月球内部当作分的钥匙。
然后是古老。
据估量，SPA盆地形当作于月球的前酒海纪（39.2亿年前），是月球上最古老的年夜型撞击盆地之一。想要成立月球45亿年的漫长汗青，SPA盆地是一个至关主要的环节。
欲善其事，先利其器——嫦娥4号带了什么仪器？
作为嫦娥3号的备份机，嫦娥4号不管是外形仍是携带的科学仪器都很年夜水平上担当了嫦娥3号，两者都由一台着陆器和一台巡视器（月球车）构成，乍一看的确傻傻分不清晰。
（图片来历：CNSA）
不外，若是知道它们现实带了什么科学仪器，就很好分辩啦！
嫦娥3号和嫦娥4号都各自携带了8个科学仪器，嫦娥4号按照现实探测方针和探测情况的转变对携带的科学仪器做出了新的调整[8]。
（图片来历：作者建造）
嫦娥4号在嫦娥3号的根本上保留下来的仪器们本家儿要用于拍摄着陆过程和着陆区四周的照片（着陆相机、地形地貌相机、全景相机）、探测月球车沿途的矿物当作分（红外当作像光谱仪）和浅表层布局（测月雷达）；而替代的新仪器们（低频射电频谱仪、月表中子及辐射剂量探测器、中性原子探测器）则偏重于操纵月球后背得天独厚的天文情况进行摸索性不雅测。
尤其是低频射电频谱仪，它一方面将充实操纵月球后背无干扰的低频射电天文情况，填补0.1~40 MHz规模内的射电不雅测空白；另一方面还会与鹊桥中继卫星上携带的我国与荷兰合作研发的低频射电探测仪（NCLE）协同不雅测，互为验证和弥补。
这既是此次使命的新测验考试，也是中国与其他国度合作探测、共享数据的主要里程碑。
3根5米长的低频射电频谱仪天线是嫦娥4号着陆器与嫦娥3号外形上最显著的区别▼
（图片来历：作者建造）
而嫦娥4号月球车因为不再携带粒子激发X射线谱仪，所以也就不需要机械臂了▼
（图片来历：作者建造）
此外，本次嫦娥4号使命还将初次测验考试成立月面微型生态系统，它将携带马铃薯种子、拟南芥种子、果蝇，验证动植物在月面太阳天然光照和低重力前提下的发展状况。
总之，这些不雅测将有助于人类加深对月球地质、月球的保存和摸索情况、月球后背怪异的射电天文情况的熟悉。
发射前
固然三姐鼓动勉励我们：别严重，去月球探险就当是春游。
可是…仍是好严重啊…那究竟结果是从没有人去过的处所啊！
▼
（图片来历：寒花绘制、haibaraemily设计）
发射后
ByeBye！我们要去月球啦！
▼
（图片来历：寒花绘制、haibaraemily设计）
参考文献：
[1]http://www.xinhuanet.com/photo/2019-01/03/c_1123942403.htm
[2]http://www.maps-of-the-world.net/space-maps/maps-of-the-moon/
[3]国度航天局 | 嫦娥四号探测器当作功实施环月降轨节制
http://www.cnsa.gov.cn/n6758823/n6758838/c6804993/content.html
[4]Garrick-Bethell, I., & Zuber, M. T. (2009). Elliptical structure of the lunar South Pole-Aitken basin. Icarus, 204(2), 399-408.
[5]Hartmann, W. K., & Kuiper, G. P. (1962). Concentric structures surrounding lunar basins. Communications of the Lunar and Planetary Laboratory, 1, 51-66.
[6]Rodionov, B. N., Isavnina, I. V., Avdeev, Y.F., Blagov, V. D., Dorofeev, A. S., Dunaev, B. S., ... & Mikhailovskii, A.B. (1971). New data on the Moon's figure and relief based on results from the reduction of Zond-6 photographs. Cosmic Research, 9, 410
[7]D.E.Stuart-Alexander, U.S. Geol. Surv. Map l-1047 (1978).
[8]吴伟仁, 王琼, 唐玉华, 于国斌, 刘继忠, & 张玮等. (2017)."嫦娥4号"月球后背软着陆使命设计. 深空探测学报, 4(2), 111-117.
