自去年12月8日从地球出发后，嫦娥四号探测器经过26天约38万公里的“长途跋涉”，1月3日10时26分成功软着陆在月球背面的南极-艾特肯盆地冯·卡门撞击坑，这是人类探测器首次在月球背面实现软着陆。

世界著名空气动力学家冯·卡门

和以他命名的撞击坑

西奥多·冯·卡门也许是中国人最熟悉的外国导师了。他是匈牙利犹太人，1936年加入美国籍，是世界著名空气动力学家和世界上最伟大的航天工程学家，却也被认为是中国航天的奠基人，因为我国著名科学家钱伟长、钱学森、郭永怀都是他的亲传弟子。

航天科技集团五院嫦娥四号探测器总设计师孙泽洲在接受媒体采访时表示，此前，人类的航天探索从未抵达过月球背面。作为月球背面最古老的撞击坑之一，冯·卡门撞击坑经过几十亿年的风化，在地形复杂的月球背面，是相对比较平坦的区域，利于嫦娥四号进行软着陆和巡视探测。同时，冯·卡门撞击坑由于历史悠久，也可能留存了月球形成、太阳系起源的痕迹，有很大的科学探测价值。

嫦娥四号着陆器地形地貌象辑拍摄的玉兔二号在A点影像图

同时，关于月球背面，人们想要知道的还有很多：月球背面几乎全是环形山/陨石坑（97.5%），比正面多得多（69%），形成原因和目前的情况只有理论解释，缺乏实地验证；月球背面南极-艾特肯盆地，是太阳系第二大超级陨石坑，早在1998年，NASA的月球勘探者号就发现这里存在水冰，而且更接近月球最原始的情况……

总是背对着地球的那一面，因为嫦娥四号的到来，也许很快就要呈现在公众面前了。

新型清洁能源氦-3

和它的“月球家园”

据测算，100吨氦-3能提供够全世界使用一年的能源总量。

因为，当氦-3遇上氚时，就会发生堆积式核反应，释放出大量能量，但该核反应不会产生任何放射性物质，反应所产生的物质也不会对周围环境造成任何污染，被称为“完美能源”。只不过遗憾的是，地球上，这种物质储量较少。

而月球上的氦-3含量超过百万吨。探月的这一重大发现令人们欣喜万分，甚至由此诞生了一部非常著名的科幻电影《月球》。在月球上的氦-3采集基地中，采集员常驻月球，定期把氦-3送回地球。彼时，月球已经成为人类的重要能源基地。

月球背面

面对能源日益紧缺的状况，人们研究氦-3的脚步未曾停歇，各国科学家正围绕月球上氦-3的储量、采掘、提纯、运输及月球环境保护等问题悄然开展相关研究。我国的独特贡献是通过测量月壤厚度来计算月球上的氦-3储量。这一次，在理论上更容易产生氦-3的月球背面，嫦娥四号的探索令人期待。

保护地球生命的大气层

和其限制科学研究的另一面

地球的大气层就像一扇窗户，它允许某些频率波长的电磁波透过，但阻挡另一些透过。长波低频波段的电磁波几乎被完全屏蔽。另外，在某些波段上，地球上大量的无线电设备，大气中的闪电、极光等都会对观测数据产生严重干扰，甚至让观测难以进行。

而月球背面不同，这里没有大气。由于“潮汐锁定”效应，月球绕地球公转与自转的周期相同，人类在地球上看到的月球永远是同样的半个月亮，月球背面因永远背对地球，可以屏蔽所有来自地球的信号干扰。

另一方面，月球背面并非永远是暗夜，也有白天和黑夜之分，因此唯一的干扰太阳辐射在太阳落山之后，也消失不见，这里就成了开展低频射电天文观测的绝佳地点。

地球 and 月球

据报道，嫦娥四号任务搭载的相应的科学设备，将在人类历史上首次在月球背面开展低频射电天文观测，有望填补人类在100-1000 kHz射电天文观测的空白，有望在太阳风激波、日冕物质抛射和高能电子束流的产生机理等方面取得原创性的成果。

“玉兔二号”顺利月背行走，

谁在指路？

随着嫦娥四号着陆器上监视相机的移动，玉兔二号巡视器（月球车）走上月背的影像图被顺利传回地面。1月3日夜里，嫦娥四号着陆器与巡视器顺利分离，玉兔二号巡视器驶抵月球表面，实现了人类探测器首次月背软着陆和首次月背与地球的中继通信。

玉兔二号巡视器

在复杂的月球表面，月兔二号如何顺利向前？这要归功于运行管理分系统（简称OMS），该系统由北京华云星地通科技有限公司研发。

“OMS继承了嫦娥一号至三号的运行管理模式，并在此基础上进行了进一步开发，它的任务主要是对着陆巡视和地面应用系统业务运行进行管理与调度。”星地通嫦娥项目主管张志强说，“玉兔二号在月面上巡视会面临恶劣的空间环境和复杂的地形地貌，在行走时要承受各种碰撞、挤压、摩擦等，这时OMS大显身手，通过中继卫星这个中转站，我们把指令传给着陆器和月兔二号巡视器，这样就可以‘告诉’并指引巡视器向哪个方向行走、如何躲避障碍物了。”

另外，嫦娥四号搭载了各式各样、功能各异的有效载荷，着陆器携带地形地貌相机、降落相机等有效载荷，巡视器上携带全景相机、红外成像光谱仪、测月雷达等有效载荷，OMS对这些载荷可以进行有效控制。“监视相机拍摄的玉兔二号‘靓照’就是由OMS发布指令控制相机拍摄角度拍下的。”星地通综合部经理王涛说。

嫦娥四号着陆器

不论人类的探测器飞到多远，都需要通信系统作为联络的“纽带”，对于落在被月球遮挡、没有任何通信信号的嫦娥四号来说，通信显得难上加难，它无法像嫦娥三号那样直接和地球上的亲人们取得联系，于是“飞鸽传书”的任务就落到“鹊桥”——中继卫星肩上。它会执行任务的指令发送、信号中继、数据下载等功能，成为连接地球与月球的“鹊桥”。张志强贴切地形容：“就好比电话通信，中继卫星就相当于一个信号基站，有了这个基站，你我才能进行通话。”而正是有了信号的中继，我们才能给玉兔二号下达指令，让它在广袤的月球上顺利行走。