嫦娥再赴广寒宫，去月球背面“挖一勺”

中国登月的步伐加快，人类问天的征途不停：嫦娥六号将着陆在南极——艾特肯盆地中；在600公里外的冯·卡门坑内，嫦娥四号和玉兔二号仍在兢兢业业地工作。

据中国国家航天局5月3日消息，长征五号遥八运载火箭成功发射，将嫦娥六号探测器送入预定轨道。

2024年，中国探月工程20周年之际，此次“出征”举足轻重——这将是人类首次在月球背面取样并返回。此前人类探月史上，共对这颗卫星进行过10次采样返回，但均位于其正面。神秘的月球背面，仍一直是未解之谜。

2020年底圆满收官的中国探月工程三期标志嫦娥五号项目，从月球正面取回1731克月壤。从中，不仅发现了新矿物“嫦娥石”，还将科学界认知的月球岩浆活动结束时间推迟了8亿～9亿年，继而将月球地质寿命“延长”了10亿年。

推此及彼，嫦娥新探月背，料想有望结出累累硕果。化用美国登月宇航员阿姆斯特朗的名言，可以说，中国前往月球背面“挖一小勺”，将刷新人类航天纪录，成为了解宇宙向前迈出的一大步。

无人月面取样返回，早在嫦娥五号便首次成功实施。嫦娥六号作为其“备份星”，之所以更加引发全球关注，首先就在于月球独特的“二分性”。

由于地球对月球的潮汐锁定效应，这颗卫星以同步自转的方式绕地球公转，意味着月球亘古以同一个面朝向地球，这才有了“正面”与“背面”之分。

并且，探测研究发现，月球的正面和背面在地形地貌、元素分布和地质特征等方面，均存在着显著且巨大的差异，这一现象就是月球的“二分性”。

那么，相较于人类欣赏和歌咏了万年的正面，月亮神秘的另一面究竟是怎样的？

“嫦娥之父”、中国天体化学与地球化学家欧阳自远在演讲中曾提及，月球背面存在着这颗卫星上最为古老的岩石。嫦娥六号任务副总设计师王琼在接受媒体采访时，也作了一个对比——整体来说，背面的月壤更为古老，通过分析其物理特性和物质组成，可以更新人类掌握的“月球数据”。

据嫦娥六号任务总设计师胡浩介绍，此次任务预选的着陆区为月球背面的南极——艾特肯盆地，不仅在月球上，这也是太阳系内公认的最大、最古老、最深的撞击坑之一，其地质年龄距今已超42亿年。

选择在此着陆的原因之一是，科学家推测，曾有一颗小行星或彗星高速撞击过这一区域，很有可能将月球内部的部分地幔物质掀到了月面。故而，南极——艾特肯盆地是探测月球深部物质的一扇天然窗口，这里的“土特产”对了解月球的形成演化历史，有着极大的科学研究价值。

不仅如此，与月球正面相比，月球背面的地貌特征也更为独特，陨石坑和高山比比皆是。

科学家研究发现，月球背面的地壳相对较薄，更易因外界撞击形成密集的陨石坑群，其分布与月球的地壳构造息息相关。地质作用或撞击事件还在月球背面形成了绵延陡峭的高山，其山体岩石的成分往往与月球正面大相径庭—富含更多铁、镁等金属元素。

因此，采集月球背面的图像和样品，分析其坑洼起伏的“撞击记录”，可为进一步了解月球内部的物质构成提供宝贵信息。

此外，研究月球背面还有助于解除学界关于太阳系“晚期重轰击”谜团的分歧。大约39亿年前，曾有无数小天体对月球和地球“狂轰滥炸”，留下了大量撞击盆地的痕迹。

但科学家一直无法确定，这个撞击高峰期是一个短期突发事件，还是逐步减弱的长期过程？而此次探测器带回的样本，将有望提供线索。

嫦娥这趟“出差”，对探究地球生命起源也存在利好。一种科学猜想认为，孕育出原始生命的水和有机物质，正由撞击地球的小行星或彗星携带而来。因此，造访月球背面，对于揭示整个地——月系统的奥秘都有着重大意义。

尽管在地球上观测月亮，背面存在着永不可见的“视野盲区”，然而通过卫星和探测器，尤其在嫦娥四号成功实现月球背面软着陆以来，科学家仍然设法获取到了一些月球背面的信息。

从已有图像和数据可知，嫦娥六号面临的将是比嫦娥五号更为复杂的环境挑战。

较之正面，崎岖的月球背面让探测器更难平稳降落。月球表面低洼平坦的区域被称为“月海”，90%以上都分布在月球的正面，而月球背面除了莫斯科海，基本没有易于着陆的优质选点。

回顾历史，国际宇航联空间运输委员会副主席杨宇光，强调了地形不利给探测器带来的威胁。苏联在1969—1970年间，曾出现无人探月五连败，其中“月球-15”号采样返回飞行器以毁坏告终，就是因为在探索新区域时遭遇复杂地形，降落时撞上了山脉。

这一艰巨的挑战，还因月球背面“通信盲区”的问题，被进一步放大。月球背面与地球相隔约38万公里，漫长的距离导致无线电信号大幅衰减，加上锁定效应下月球本体的阻挡，意味着那里与地球间，存在无法实时交流的信息孤岛。

为渡迢迢银汉，在中国传统文化中有“喜鹊搭桥”的唯美神话。以此为喻，早在嫦娥四号任务中，中国便成功部署了人类历史上首个月球信号中继卫星鹊桥一号，打破“盈盈一水间，脉脉不得语”的地月通信天堑。

若用形象化的手法描述它的作用原理，就如同一个人照镜子，无法看见自己的背影时，在身后支起的另一面镜子——通过波的折射递转，绕过观察的死角。

辅助鹊桥发挥监测站职能的深空天线组阵系统，则由中国电科牵头建设，佳木斯、喀什和阿根廷拉斯拉哈斯市等三大站构建，以多站接力模式为支持，基本保证无论地月间处于什么位置，至少有一个站可以“看到”探测器，从而全程掌控任务设备状态。

美国航空航天局（NASA）局长威尔逊曾针对嫦娥探月答记者问，声称“不打算去永远黑暗的月背浪费钱财”。但中国探月工程总设计师吴伟仁在央视《面对面》专访中透露，鹊桥技术之先进，让NASA都反口提出了延长其使用寿命的希望，好借“东风”将信标机投放到月球背面。

2023年，中国科学技术大学马来西亚籍副研究员刘敬祥透露，对于NASA借用鹊桥协助其登月的请求，中方已经同意。

今年3月，为保障嫦娥六号在月背安全着陆、采集样本、月面起飞、交汇对接和返回地球的全流程，升级版的“顺风耳”鹊桥二号，则已先行一步“就位”月背上空。

不过，一个无法回避的现实问题随之而来：中继通讯毕竟不如直接指挥，鹊桥不可能始终在嫦娥上方跟踪，导致地面科研人员无法绝对掌握探测实时情况。

然而细节决定成败，在无人操作下规避样本被污染和损毁的风险，万无一失是题中之义。为此，中国独创了月背智能采样技术，以自动化、智能化技术摆脱地面实时监测这个大前提的桎梏，实现月壤“采集—包装—转移—封装”一条龙。

同样独步世界的，还有人类首次在绕月轨道实行航天器“无人交会对接”。

此前，美国阿波罗计划6次挖土、苏联3次无人采样、中国嫦娥五号，都自月面起飞直接返回地球。所以，尝试月球逆行轨道设计与控制技术，可谓“前无古人”——对接轨道的测算必须非常准确。

尽管肩负测轨预报功能的鹊桥二号犹如一双眼睛，在飞行器着陆和上升过程中出现轨道偏离等执行问题时，可以及时修正挽回，但增加了点传输环节，仍有可能在一定范围内出现误差。尤其当着陆器和上升器的组合体，以一千六七百米每秒的速度在绕月轨道上飞行时，意味着对接窗口极为狭窄。

故而，嫦娥五号钻取子系统飞控专家组成员肖龙评价，这将是嫦娥六号探月的最大技术难点。一旦起飞，飞行器进入正确轨道的机会只有一次。

在月球背面，科学家们已发现了氦-3的丰富储藏。作为一种理想的核聚变燃料，若能开发氦-3资源，将为人类解决能源危机提供一种清洁高效的全新可能。此外，月球背面具备较好的遥感条件，可以在低干扰状态下，更清晰地开展宇宙天体观测。

在上海的一场访谈中，《三体》的作者刘慈欣曾发感慨，地球只是浩渺宇宙中的一粒尘埃，人类作为一个整体生活在这尘埃上，我们的未来要着落于探索星辰大海。

的确，开发星际资源已从科幻逐渐照进现实，而全人类休戚与共，合作而非竞赛才是未来的主旋律。

此次嫦娥六号出征，就搭载了欧洲的月表负离子分析仪、法国的氡气探测载荷、意大利的激光角反射镜、巴基斯坦的立方星等4个国家的卫星项目，携手共同叩响月亮背面的大门。

其中，尤以法国最为醒目。其计划在月球南极进行采样返回的25公斤科研设备载荷，不仅象征着中法首次探月合作，更是法国首个登月项目，书就该国航天历史上浓墨重彩的一笔。

预计，嫦娥六号将着陆在南极—艾特肯盆地中，撞击深度最深、月壳厚度最薄且直径最大的阿波罗盆地南部边缘。在600公里外的冯·卡门坑内，嫦娥四号和玉兔二号仍在兢兢业业地开展探测工作。

中国登月的步伐加快，人类问天的征途不停。

值班编辑 | 阿车

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