[陕新闻]寻踪人类探月之旅——赏月 奔月 望月 探月

2020年3月10日，“超级月亮”出现在拉萨天宇。新华社孙飞照片

为什么地球人看不到月球背面？

中秋节月亮比其他任何时候都大吗？

又一个中秋节。自古以来，人们就有赏月的习惯。当人们聚在一起吃月饼，看着空天空中的明月，这个美丽而神秘的地方会引起人们的怀疑。谢天谢地，随着科技的不断进步，赏月所产生的困惑也逐渐有了科学的答案。

“玉兔2号”巡逻机全景摄像机拍摄“嫦娥4号”着陆器。新华社(图片由国家航天局提供)

从科学的角度欣赏月亮

月球的地形主要分为月海和月陆。此外，月球上还有高山、平原、悬崖、环形山等地形地貌。月球作为太阳系第五大卫星，是离地球最近的天体，也是地球唯一的天然卫星。地球和月球都是围绕着共同的质心旋转的，所以在天文学上被称为“地月系统”，作为一个整体来研究。

“为什么我们只能看到月球的一面？”经常有人问。要知道月球的存在对于维持地球自转轴线的稳定是非常重要的，月球引力引起的潮汐作用甚至大于太阳。由于“潮汐锁定”，月球的自转和公转速度是相同的，这使得它总是只有一面面向地球，我们在地球上看不到月球的另一面。

月球自古以来就吸引着人类的目光。从古代诗词歌赋和神话故事中，我们可以无数次地找到月亮的影子。“人有喜怒哀乐，月有阴晴圆缺。”每当农历十五六日，这首熟悉的诗就会浮现在人们的脑海里。“中秋节赏月，因为那时候月亮最大！”很多人都这么说。中秋节月亮真的最大吗？然而，这只是一个美丽的“误会”。

我们知道，一年会有12到13次满月，中秋节满月只是其中一次。它的大小和亮度遵循月亮变化的一般规律。与其他月份相比，没有什么特别的，但是由于历史文化的原因，人们把更多的情感放在了中秋节的月亮上。

相关专家说月球会有大有小，但这是因为月球的表观直径与月球和观测者的距离有关。月球以椭圆轨道绕地球旋转，所以月球在近地点附近时，其视直径最大。如果与满月重合，我们会看到令人震惊的“超级月亮”。

每当我们赏月的时候，都会情不自禁地说起分布在黄色“圆盘”上的黑黑的区域。在中国古代，人们也称这些地区为嫦娥居住的宫殿——广寒宫。后来随着望远镜分辨率的提高和空间技术的发展，人们发现月球是一个安静荒凉的世界。被称为广寒宫的暗黑色区域实际上是深色玄武岩，而月球陆地上明亮的地方是浅色斜长石。

几千年来，人们对月球的渴望和探索从未停止，人类一直想着飞出地球，所以他们有月亮女神神话的诗。从风筝和气球到飞艇、飞机、火箭和卫星，人类从未停止过对飞行梦想的追求。

2019年1月11日下午，嫦娥四号登陆器和玉兔二号巡逻机正常工作，达到了项目既定目标，标志着嫦娥四号任务圆满完成。新华社(图片由国家航天局提供)

探索未知领域的月球之路

在最近的2020年中国航天大会上，中国探月工程副总设计师于说:“中国的探月工程正在稳步推进。预计5号将在今年年底前发射，以实现月球地区的软着陆和取样返回。”

近年来，世界迎来了新一轮探月浪潮。各国更加重视月球资源的勘探、开发和利用，建立了长期的月球基地。事实上，早在古代，天文学家就开始观察和研究月球。1609年，伽利略第一次用天文望远镜观察月球，这使人类能够详细了解月球正面的地形，但真正的飞跃是在20世纪人类进入泰空时代之后。

1969年7月20日，阿波罗11号安全登陆月球。几个小时后，宇航员阿姆斯特朗登上月球，第一次在月球上留下了人类的足迹。为了纪念人类首次登月成功，每年的7月20日成为“人类月亮日”。

探索浩瀚的宇宙，也是中国人长久以来不懈的追求和伟大的梦想。中国的空探索始于月球探索，它凝聚了无数宇航员的心血和汗水。

2007年10月24日，中国成功发射了第一颗月球探测器——嫦娥一号。嫦娥一号运行在距月球表面约200公里的圆极轨道上，采用了三体定向技术、紫外传感器等多项新技术。

众所周知，嫦娥一号上有八种科学仪器，用于获取月球表面的三维图像，探测月球表面不同物质的化学元素以及地球和月球空之间的环境，并首次用微波探测器测量月球土壤的厚度。嫦娥一号在超额完成各项任务后，于2009年3月1日被控制撞击月球富海区，以积累登月过程控制和定轨经验。

嫦娥一号比原计划多飞行了117天，在飞行过程中经历了三次月食，返回了1.37tb的有效科学探测数据。它获得了世界上第一张满月图像图，以及最近几个月月球表面化学元素分布和矿物含量、月球土壤分布和环境等数据，填补了中国探月领域的空空白，实现了中华民族千年登上月球的梦想。

然而，我们的脚步并没有停止。

随后，嫦娥二号、嫦娥三号和嫦娥四号相继成功，这三次任务共同构成了中国的探月计划。

由于登月探测需要突破一系列关键技术，技术跨度和实施难度较大。所以为了降低风险，嫦娥二号在嫦娥三号发射之前，于2010年10月1日发射。

嫦娥二号主要完成两大任务:一是未来新技术实验验证和预选着陆区高分辨率成像；二是获取更丰富、更准确的探测数据，加深对月球的科学认识。

嫦娥二号获得了国际上最高的7米分辨率的满月图像，飞到日本拉格朗日的l2点，对700万公里外的图塔蒂斯小行星进行了高精度飞越探测。它使中国成为世界上第四个探测小行星的国家，开创了中国一次航天发射多目标多任务探测的先河。

2013年12月2日，中国成功将嫦娥三号直接送入地月转移轨道。12月14日，嫦娥三号在月球表面软着陆，实现了我国首次地球外天体软着陆。12月15日，“嫦娥三号”着陆器脱离巡逻队，互相拍照...

嫦娥三号任务圆满完成后，嫦娥四号作为后备应该何去何从？

很多人认为:“嫦娥四号不需要冒险，还应该落在月亮前面。”但中国航天科工集团第五研究院中国科学院首席科学学家、院士叶培建却坚定地提出:“中国探月工程要循序渐进。落到月球背面是开创性的工作。"

2019年1月3日，嫦娥四号成功登月。嫦娥四号作为整个探月工程“盘旋、坠落、返回”三步走战略的第二步的关键组成部分，迈出的一小步，无疑是人类整个探月史上的一大步。

我们将在月球探索的道路上走得更远

从嫦娥一号拍摄的满月图像到嫦娥二号首次探测到中国的小行星：从嫦娥三号成功实现登月梦想到嫦娥四号首次软着陆月球背面...这个伟大的工程凝聚了中国人民的智慧，一次又一次地创造了中国探月史上的记录。

值得注意的是，中国探月工程的实施背后，来自陕西的大量科技工作者发挥了重要作用。

2018年12月8日2时23分，西昌卫星发射中心。

伴随着巨大的火箭轰鸣声，肩负着亿万中国人民的期望和梦想，长征三号乙成功地将嫦娥四号探测器送入了空.台

在这次发射中，位于Xi航天基地的中国航天科工集团第六研究所(以下简称第六所)为长征三号乙和嫦娥四号探测器提供了全部动力系统，代表全人类首次将嫦娥四号探测器推上了月球背面。

在这个“月亮女神”里，航天六院研制的各种发动机发育不良，各显才华，有的帮助四号探测器脱离宇宙速度，飞向遥远的月球轨道；有些帮助4号探测器在接近月球表面时实现精确的悬停和刹车...

强大而精准的力量是嫦娥最可靠的保证。为此，第六航空航天工程学院的R&D团队追求品质和性能，使每台发动机都能完美发挥作用。

2019年1月3日10时26分24秒，嫦娥四号在月球背面东经177.6度、南纬45.5度附近的预选着陆区成功着陆。登月后，嫦娥四号探测器进行了太阳翼和定向天线的部署等多项任务，建立了定向天线的高码率链路，成功实现了月球背面与地面稳定通信的“小目标”。

但月球背面多山，地势低洼，嫦娥四号探测器很难登月。嫦娥四号中继卫星是一个高空数据传输站，负责向嫦娥四号探测器的登月发射信息。然而，在信息传输过程中不可避免地会出现时差，这将延迟信号的传输。因此，有必要利用其他科技手段来导航登月。

中国航天科工集团第五研究院Xi安分院(以下简称Xi安分院)为嫦娥四号探测器研制的测距测速传感器，又称登月雷达，类似于汽车的行驶雷达和倒车雷达，可以帮助嫦娥四号探测器控制姿态平稳“停放”，相当于安装了探路的“眼睛”。此外，Xi分行还为嫦娥四号中继卫星开发了测控子系统、天线子系统和中继通信子系统，使嫦娥四号探测器与地球之间的通信始终保持畅通。

2019年1月11日16时47分，嫦娥4号着陆器和玉兔2号巡逻机的图像显示在北京航天控制中心的大屏幕上，图像清晰完整，标志着嫦娥4号任务的圆满成功。中国科学院Xi光学精密机械研究所研制的月面全景相机作为中国深空探测空的主力，用中国制造的探测器让世界各地的人们看到了闪耀在月球背面的鲜艳五星红旗。

据了解，嫦娥四号全景相机肩负着为着陆器拍摄彩色照片的重任。它有黑白和彩色两种成像模式，可以实现从巡逻兵脚下到月球边缘的清晰成像，近距离观察可以达到毫米级的空分辨率。

月球背面可以说是宇宙中最安静最孤独的区域之一。复杂的地貌特征和无法在探测器和地球之间建立直接联系是月球背面研究面临的典型困难。在此背景下，中国航天工作者秉承“勇于挑战自我”的信念，最终成功发射嫦娥四号，向世界展示了解决这些问题的成熟技术，创造了中国探月史上的新纪录。

在探索月球的道路上，我们注定要走得更远。

自己记笔记

月球上有趣的名字

王梓萌

童年的很多幻想都和月亮有关。每当我看着月亮，我就忍不住想:“世界上只有一个地球吗？地球的邻居会是我们面前的月亮吗？”这一系列问题伴随着我的成长。后来从科普书上了解到，除了地球，还有火星，木星，土星...地球最近的邻居是月球。

老问题解决了，新问题出现了。

“月球上有地震吗？”"月球上的一天在地球上有多少天？"后来，虽然这些问题在理科课上一一解答了:月球每年约有1000次地震，月球上一天约为地球上27天7小时43分11.47秒……但不出意外，新的问题又来了。

对人类来说，月球就像一片神秘的土地一样迷人。飞往月球是人类几千年来的梦想。当然，我们不仅会满足于对月球的想象，科学技术的发展也使人类进一步探索月球成为可能。

月球探测工程是高新技术发展中一个极具风险和挑战性的领域。它由卫星、运载火箭、发射场、测控和地面应用五个系统组成，是一项“一万比一=零”的事业。一个螺丝一个插头就能决定整个项目的成败。

有趣的是，20世纪六七十年代以来，随着一系列探月计划的实施，人们对月球的认识有了提高，一些精细地形单元也有了自己的名字。在这些名字中，大多数是以各国历史上著名科学家的名字命名的。但由于望远镜分辨率的限制，主要以月球面向地球的大地形命名。

自2007年嫦娥一号卫星发射以来，中国先后进行了嫦娥一号、嫦娥二号和嫦娥三号任务和再入飞行试验。根据探月工程的成果，命名了广寒宫、魏紫、石天、太尉、毕升、蔡伦、张钰哲等7个新的地形单元，有22个以前以中国元素命名的月球地形单元。

随着2019年1月3日中国4号探测器成功软着陆月球背面，同年2月4日，国际天文联合会批准了2号、4号探月工程高分辨率月球影像数据的应用，4号着陆点及附近5个月球地理实体名称:4号着陆点命名为天河基地；着陆点周围有三个呈三角形排列的圆形坑，分别命名为织女、合谷、天津；着陆点所在的冯卡门坑中央山峰被命名为泰山。这是探月工程科学数据在我国月球地理实体命名中的又一重要应用。

月球地理实体的命名可以反映一个国家在月球探测和科学研究方面的成就，反映一个国家的综合实力和科技水平。这些以中国元素命名的月球地名代表着国际社会对中国在月球和空深空探测领域所取得成就的认可，也是中国人深入空、探索宇宙奥秘的又一证明。我相信，未来中国的月球地理实体名称会更多。(王梓萌)