答：為什麼登陸月球背面比正面更難？

空少問答

小課堂

第四十一期

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12

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周

一

為什麼登陸月球背面比正面更難？

上周六，空少為大家留了1個問題，來看看空少的解答以及從留言中選出的最佳答案吧！

空少正解

答：到目前為止，人類已經發射了大約200多顆月球探測衛星，其中不乏數量眾多的登陸器抵達月球，其中包括「嫦娥三號」和「阿波羅」任務的6顆載人登陸器等，這些登陸器無一例外都在月球正面著陸。最早實現登陸的「月球」9號是在月球的風暴洋地區實現著陸，首次登月的「阿波羅」11號在月球的靜海成功登陸，而的「嫦娥」三號選取的登陸地點是月球的虹灣地區。這些位於地球正面的區域無一例外，都通信條件良好、地形相對平坦、太陽光照充足，不論從科學價值還是工程實踐角度都是登陸的絕佳位置。

由於潮汐鎖定現象，月球的兩面有著顯著的不同，月球正面有著大型山脈，環形山和月海（大片的平坦區域），相比月球正面豐富的地形，月球背面則略顯單調，由於長時期受到隕石地撞擊，月球背面少有大片平坦區域，月表布滿了大大小小的隕石坑和環形山，月球背面承受的隕石撞擊也在一定程度上保護了地球的安全。由此可見，相比在月球正面平坦的地區登陸，在月球背面降落的難度顯然更大，但對月球背面的探測仍然具有非常重要的科學價值。

月球的背面有著不同於月球正面的地質構造，月球背面的地表下相比地球保存著更為原始的地質狀態，這些埋藏月球深處的秘密顯然對研究地月早期歷史之謎有著重要價值。由於月球背面隔絕了與地球的直接聯繫，這也意味著月球隔絕了地球上發出的幾乎所有的電磁波，這給天文學的射電觀測提供了得天獨厚的場所。遙遠天體產生的信號都十分微弱，地面產生的電磁信號極易對這些來自深空的信息產生干擾，要想在地面探測到宇宙天體的微弱信號著實不易。月球背面恰好為我們提供了一片寧靜區，可以讓我們更清晰地監聽來自宇宙的微弱聲音，為研究天體運動，恆星起源和星雲演化提供重要的探測資料。

在未來，人類將在月球建立科學考察站，這或許將成為未來深空探測的橋頭堡。在選址考察的過程中，穩定的能源供應將成為一項重要的考察標準，月球的夜晚持續時間長且異常寒冷，僅僅依靠太陽能很難滿足需求，核能是個不錯的選擇，又該如何將核反應堆送上月球呢？難度不小。將月球考察站建在月球背面似乎給我們提供了一條新的能源供給途徑。月球背面有些地區處於永久光照區，有些地區處於永久陰影區。永久光照區將為月球考察站提供源源不斷的太陽能，如果月球陰影區真的存在冰，那麼月球陰影區的水不僅能夠滿足生存用水，還能作為深空探測和返回器的燃料推進劑。到那時，月球背面的考察站將真正成為人類在前往深空的保障基地。但這一切都得依靠對月球背面的實地勘察。

在月球背面著陸我們遇到的最大的問題就是，由於月球的遮擋，不能和地球直接進行無線電通信，如果地面的測控信號不能直接傳輸到月球探測器上，對於環月飛行的探測器來說問題不大，將繼續保持原有姿態繞月飛行。但對於月球登陸器來說，地面測控站必須實時跟蹤測量登陸器狀態，做到指令發送毫秒不差，信號一但中斷，後果不堪設想。尤其是在地勢崎嶇不平的月球背面，測控難度無疑更大。

如何解決這個問題呢？根據載人航天任務的經驗，對於地面測控的盲區，飛船的通信一般都是通過「天鏈」系列中繼衛星來保障的。從國外深空探測的經驗來看，發射一顆通信中繼衛星無疑是解決信號屏蔽的首選。在即將進行的「嫦娥」五號月球背面探測任務中，對於月球背面飛行器無法測控的問題，就將發射一顆中繼衛星來實現月球登陸器和地面測控站的實時通信。這顆中繼衛星計劃在「嫦娥四號」發射的半年前升空，並將其送至地月拉格朗日L2點，這個位置我們並不陌生，「嫦娥二號」和探月工程三期再入返回飛行器的服務艙均曾環繞地月L2點，在這個點上，衛星能同時看到地球和月球，保證實時通信，進而解決月球背面「看不見、摸不著、無法通信」的問題。據悉，如果未來有別的國家探索月球背面，也可以得到探月中繼衛星的通信服務。

誠然，在月球背面登陸還有許多需要解決的問題，例如在太陽能電池板失效的情況下，如何保證登陸器的正常供能；月夜超低溫環境下，如何保證登陸器的正常運轉，以及在月球背面的崎嶇地形上，如何保證登陸器準確地按預定姿態著陸等等。這些都將是科學家們需要考慮的問題。由於人們對月球背面的了解非常少，「嫦娥」四號作為第一顆在月球背面著陸的登陸器無疑將改變這種局面並創造歷史，將人類對月球的認識提升到一個全新的高度，沒有前人的經驗可以借鑒，「嫦娥」四號踏出每一步都將邁向一段全新的旅程，我們祝願它一切順利！

@ 雷神

• 背面的了解少，風險大，技術要求高

• 因長期以來我們一直只能觀測到月球的正面，而背面幾乎是空白，所以增加了未知風險，再者很長一段時間裡沒有陽光產生電能，而且飛行器的天線無法時刻對準的球，所以容易造成失聯，還有就是光線弱，無法直觀觀察和控制飛行器。

• 我認為登月背面的飛行器的同時在再伴隨一顆通行信衛星，能讓信號時刻通過通信衛星將信號傳回地球，也能通過衛星來了解月球的天氣情況，以此降低風險

@ 小雞燉葫蘆

主要原因還是無法在月背長時間與地面進行信號傳輸吧，即便四號登錄月背也應該是邊緣地帶靠里一些，應該不是絕對的背面，除非在月球周圍有天鏈衛星，進行信號傳輸。

@ 柳飛

因為背面比較冷機械零件會被凍住，而且還沒有陽光，太陽能電池板無法供電

@ math900

第一，情況不明。正面可以長期觀察，背面的觀測機會就少的多。

第二，信號不良。月球本身將阻擋地球與飛行器的通信信號。

第三，引力疊加。正面有地月引力平衡可借，背面地月引力疊加，對飛行器要求更高。

@ 拉格朗日點

很簡單的道理：打擂臺，你攻擊對手的胸口容易，還是攻擊對手的背部容易？ 相對靜止的情況，尚且如此，何況是天體之間的高速相對運動。

@ leo

登陸月球背面最大的困難是通訊。如果不藉助中繼衛星進行信號接力，月球背面的信號很難往返地球。好在已經有了中繼衛星，好像是天鏈一號二號吧。月球背面的登錄器先將信號發射到中繼衛星，再由中繼衛星將信號傳回地球。如果要保證登陸成功，前提就是整個過程通訊不能出問題，否則容易失敗。

感謝大家的支持，我們下期再見！