這一刻，注定要在人類的太空探索史上留下濃墨重彩的一筆。3日，飛行約40萬公里之后，嫦娥四號探測器成功降落于月球背面東經(jīng)177.6度、南緯45.5度附近的預(yù)選著陸區(qū)，實現(xiàn)了人類探測器首次月球背面軟著陸和首次月背與地球的中繼通信，開啟了月球探測的新篇章。

■ 哪些設(shè)備上月球？

“嫦娥四號原來是嫦娥三號的備份星，三號成功后備份轉(zhuǎn)正份，那么第二次著陸要選擇哪里？我們認為應(yīng)該賦予四號更強的生命力和更多功能。從上世紀50年代開始，發(fā)射到月球的探測器和軌道器已經(jīng)有100多個，但都是對月球正面的探測，至今沒有任何一個月球探測器能夠?qū)崿F(xiàn)在月球背面軟著陸。因此，經(jīng)過反復(fù)論證，最終確定了嫦娥四號月球背面軟著陸和巡視探測的總體方案。”中國探月工程總設(shè)計師、中國工程院院士吳偉仁解釋了嫦娥四號任務(wù)的由來。

中國航天科技集團五院嫦娥四號探測器系統(tǒng)總設(shè)計師孫澤洲說，嫦娥四號任務(wù)實際上是“兩器一星”，包括了著陸器、巡視器和“鵲橋”中繼星，其中先期發(fā)射的中繼星就是為了實現(xiàn)對地、對月的中繼通信，而巡視器更多地被人們稱為“月球車”。

■ 月背探測難在哪？

由于月球繞地球公轉(zhuǎn)的周期與月球自轉(zhuǎn)的周期相同，所以月球總有一面背對著地球，這一面被稱為月球背面。正因為背對地球，要在月球背面實現(xiàn)軟著陸，探測器與地球的測控通信和數(shù)據(jù)傳輸成為首先要解決的難題。此外，月球背面并不像正面那樣平坦，著陸區(qū)的選擇及精準著陸也是難題。

在兩位總設(shè)計師看來，嫦娥四號任務(wù)的技術(shù)難點主要體現(xiàn)在3個方面。

首先是地月L2點軌道的精確設(shè)計與控制，要使中繼星穩(wěn)定運行在L2點的軌道上。

其次是地月L2點遠距離的數(shù)據(jù)中繼。“選擇L2點有很多好處，但也有不足之處，那就是距離月球7.9萬公里、距離地球4萬公里，遙遠的距離讓信號衰減的問題更棘手。地月之間通信、探測器的狀態(tài)控制等，都要靠中繼星來保障，還要考慮到通信時間、測控時間的延遲，因此，中繼星的精準可靠至關(guān)重要。”孫澤洲解釋說。

第三是復(fù)雜地形的安全著陸。吳偉仁打了個比方：“月球正面就相當于我國的大平原，地勢平坦；但背面就有點像我國的西南山區(qū)，到處都是高山和撞擊坑，月背可供選擇的著陸區(qū)范圍只有正面的1/8。嫦娥三號著陸時可供選擇的區(qū)域范圍長約300公里、寬約90公里，而嫦娥四號只能在有限的相對大的撞擊坑里尋找相對平坦的位置作為著陸區(qū)，選擇范圍長寬各十幾公里。此外，嫦娥三號當時是斜著降落的，嫦娥四號如果也是斜著下來就要撞山了。在復(fù)雜的地形下，嫦娥四號要近乎垂直降落，著陸時間短、航程短，風險確實比較大。”

■ 如何選擇著陸點？

嫦娥四號的首選著陸地點，是位于月球背面南極—艾特肯盆地中部的馮·卡門撞擊坑。為什么選擇這里？

孫澤洲解釋說，月面不同緯度所面臨的熱控和能源設(shè)計是相互約束、相對矛盾的。如果降落到低緯度地區(qū)，光照條件好、能源獲得充足，但對于熱控是巨大的挑戰(zhàn)；如果降落在高緯度地區(qū)，熱控壓力大大減少，但太陽能獲取又受到影響。綜合考慮多種因素，嫦娥三號按照中高緯度降落來進行設(shè)計，嫦娥四號在月球背面著陸的緯度也確定在40度—50度的范圍內(nèi)。