游相期邈雲漢”（ID：haibaraemily_planets）授權轉載。

着陸器的監視相機C拍攝的着陸點南側月球背面圖像，月球車將朝這個方向駛向月球表面。來源：CNSA/CLEP

嫦娥4號任務包括一枚着陸器和巡視器（月球車）的組合體，以及一枚為着陸器/月球車與地球提供通訊的中繼衛星“鵲橋”號。鵲橋號是人類首顆位於地月拉格朗日L2暈軌道（halo軌道）的通訊中繼衛星，目的是為了解決着陸任務挑戰月之背面的通訊難題，因此已在半年多前提前發射並於6月14日順利抵達預定軌道。

嫦娥4號着陸器（左）和月球車（右）。來源：航天科技集團

“鵲橋”工作示意圖

着陸之後的嫦娥4號會打開太陽能電池板，將天線指向中繼星傳回訊號，並於幾個小時後釋放月球車。我們即將再次看到着陸器和月球車歷史性的兩器互拍！

2013年12月15日，嫦娥3號落月6個小時後，着陸器的地形地貌相機和月球車玉兔的全景相機互拍：

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這是着陸器的降落相機拍的：

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 嫦娥4號的奔月之路

2018年12月8日凌晨2:23，嫦娥4號發射升空，奔向約38萬公里外的月球。

12月12日16時45分，經過約110小時的地月轉移軌道後，嫦娥4號探測器成功實施近月制動，進入了近月點約100公里的環月軌道。

12月30日8時55分，嫦娥4號探測器在距月面平均高度約100公里的環月軌道上成功變軌，降軌進入近月點高度約15公里、遠月點高度約100公里的環月軌道，順利進入預定的月球背面着陸準備軌道。

嫦娥4號的奔月之路是這樣的（手機橫屏觀看）

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由於軌道準確，預定的三次軌道修正最終只執行了一次，第三次和第一次都取消了。修改自：航天科技集團

 嫦娥4號如何着陸？着陸在哪裡？

嫦娥4號的着陸點位於月球背面南極-艾特肯盆地（簡稱SPA）中的馮·卡門撞擊坑（中心位於東經176.2°，南緯44.4°）內。不用多說，這個撞擊坑是以航天工程學家、NASA噴氣動力實驗室（JPL）的創始人之一馮·卡門的名字命名的，他也是“中國航天之父”錢學森先生的博士導師。

嫦娥4號本次選擇探訪南極-艾特肯盆地，不僅僅是因為月之背面還沒有着陸任務去過，還因為南極-艾特肯盆地本身就有重要的、不可替代的科學價值。直徑約2400公里、形成於月球前酒海紀（39.2億年前）的南極-艾特肯盆地深達12公里，是太陽系中目前已知的最大的撞擊盆地之一，也是月球上最深、最古老的大型撞擊盆地。因此，對南極-艾特肯盆地的實地考察，有助於幫助人類加深對南極-艾特肯盆地的形成、月球深處的成分，以及月球地質歷史的理解。

然而，着陸南極-艾特肯盆地艱險異常。儘管鵲橋中繼衛星解決了通訊難題，但不同於大片大片被月海玄武岩覆蓋的平坦的正面，月球的背面崎嶇坎坷，鮮有大片平坦的地方，被層層疊疊的撞擊坑覆蓋的南極-艾特肯盆地中也是如此——這裡的起伏可以高達7公里，而且波動明顯。

嫦娥3號和4號的着陸區位置。來源：LRO WAC/haibaraemily

馮·卡門撞擊坑中因為有大片被月海玄武岩覆蓋的區域，成了月球背面少有的平坦區域，這也是嫦娥4號選擇在這裡着陸的重要原因之一。當然，除了地形之外，這裡的光照、測控等條件也是經過了檢驗，適合嫦娥4號順利着陸和探測的。

馮·卡門撞擊坑的位置和周圍的幾個撞擊坑，黃色為本次嫦娥4號的着陸點，淺藍色區域為月海玄武岩填充區域，這些區域非常平坦。來源：LRO WAC/haibaraemily

然而，即便找到了平坦的地方，嫦娥4號着陸的難度係數依然非常高，因為馮·卡門撞擊坑的直徑只有186公里——這意味着嫦娥4號必須落得飛常准。一旦偏了一點，就可能落不進平坦的區域，而是撞上崎嶇的高山低谷了。

因此，嫦娥4號的着陸策略也做出了調整。雖然和嫦娥3號一樣，自主着陸的嫦娥4號整個動力下降過程也分為6個階段：主減速段、快速調整段、接近段、懸停段、避障段和緩速下降段。但不同於嫦娥3號的拋物軌跡下降，嫦娥4號選擇進一步減小着陸位置的不確定性，以近乎垂直的方式着陸。

嫦娥3號（左）和嫦娥4號（右）的動力下降過程對比圖

 嫦娥4號將要探測什麼？

嫦娥4號此行主要有三大目標：

探測月球背面巡視區的地形地貌、礦物成分；

探測背面巡視區的淺表層結構；

利用月球背面得天獨厚的射電天文環境展開低頻射電天文觀測。

要如何完成這些目標，當然是得看嫦娥4號帶了些什麼。作為嫦娥3號的備份機，嫦娥4號不管是外形還是攜帶的科學儀器都很大程度上繼承了嫦娥3號，帶的儀器也有很大的相似性。

素材來源：CNSA

嫦娥4號和嫦娥3號一樣攜帶了8個科學儀器，但根據實際探測目標和探測環境的變化對攜帶的科學儀器做出了新的調整。

降落相機位於着陸器底部，大小116×100×70.4毫米，重約0.5公斤，硬件指標與嫦娥3號的着陸相機相同。

降落相機的主要任務是在着陸器降落過程中獲取不同時段不同高度處降落區域的地形地貌數據，因此會一直垂直指向月表。

由於降落相機只在降落過程中使用，所以它的工作時間非常短，只有幾分鐘。

低頻射電頻譜儀是嫦娥4號為了充分利用月球背面天然無干擾的射電天文環境而新搭載的儀器，任務是在月球背面進行太陽低頻射電特徵和月表射電環境的觀測，填補0.1~40 MHz範圍內的射電觀測空白。

3根5米長的低頻射電頻譜儀天線是為了分別接收電磁波信號的三個相互垂直的分量，這也是嫦娥4號着陸器與3號在外形上最顯著的區別。

由於電離層的阻擋，波長10米以上的電磁波幾乎完全無法穿透大氣來到地球表面，想要對這類以及波長更長的低頻電磁波進行觀測，就必須離開地球大氣層——月球背面就是一個極佳的觀測場所。

地球大氣的電磁波窗口。來源：維基

事實上，除了地球電離層的干擾，月球背面的低頻射電觀測還能有效屏蔽人類活動的干擾——10米以上在天文上是所謂的超長波（低頻），但在人類社會活動看來卻屬於“短波”（“高頻”）段，這可是民用無線電廣播的主要頻段。

另一方面，着陸器上搭載的低頻射電頻譜儀還會與鵲橋中繼衛星上攜帶的荷蘭研發的低頻射電探測儀（NCLE）（0.1-80 MHz）協同觀測，互為驗證和補充。

可以看出：

嫦娥4號在嫦娥3號的基礎上保留下來的儀器們主要用於拍攝着陸過程和着陸區附近的地形地貌（降落相機、地形地貌相機、全景相機）、探測礦物成分（紅外成像光譜儀）和淺表層結構（測月雷達）；

而替換的新儀器們（低頻射電頻譜儀、月表中子及輻射劑量探測器、中性原子探測器）則側重於利用月球背面得天獨厚的天文環境進行探索性觀測。

絕對是因地制宜了。

嫦娥4號的着陸器和月球車的設計壽命分別為6個月和3個月，所以在接下來的半年裡，我們可以期待嫦娥4號帶來更多驚喜。

來源：中國航天科技集團