人类历史上首次！中国的嫦娥四号到底要去月球背面找什么秘密？

作者│伦纳德·大卫

来源│漫步宇宙公众号

“嫦娥四号”将于2018年底发射升空，进行人类历史上的第一次月球背面登陆。嫦娥四号将奔赴月球南极-艾托肯盆地的冯·卡门陨坑。此次月球远侧探索任务的科学仪器安装在一颗着陆器和一辆月球车上，用于分析该地区的地表特征和地下构造。

▲嫦娥四号月球车艺术概念图，8月15日公布

嫦娥四号预计于2018年底发射，造访月球南极-艾特肯盆地的冯·卡门陨坑。科学家表示艾特肯盆地是太阳系内已知最大的撞击坑，对其进行勘测有助于解答与月球有关的一系列重要疑问，包括内部结构和热演化。

冯·卡门陨坑宽186千米，座落于艾特肯盆地西北部，地势比较平坦。这个陨坑遍布次级撞击坑，喷射物覆盖陨坑内的绝大多数月海玄武岩。喷射物的源头至少有4个——芬森撞击坑、冯·卡门L撞击坑，冯·卡门L'撞击坑和安东尼亚第撞击坑。此外，该地区还存在广阔蜿蜒的山脊和沟槽。

▲嫦娥四号着陆区冯•卡门陨坑内的次级撞击坑 左：嫦娥二号任务，右：日本的“月亮女神”号

最近，中国地质大学地球科学院的黄俊带领的科研团队发表了一篇关于嫦娥四号着陆区的论文，阐述目标着陆区的一些重要特征。研究人员对冯·卡门陨坑的特征和历史进行了详细的三维地质分析，发现该地区存在受线性特征影响的月海玄武岩以及来自周围撞击坑的喷射物。科学家在论文中指出这些研究发现为嫦娥四号任务的实地勘察提供了框架。论文于5月刊登在《地球物理学研究杂志：行星》。

▲嫦娥四号着陆区内的次级撞击坑 照片由美国宇航局的月球勘测轨道器拍摄

嫦娥四号任务的“鹊桥”中继卫星已经升空，帮助地面任务控制中心与嫦娥四号以及未来的远侧探索任务建立通信。“鹊桥”卫星于5月搭乘长征4C火箭从西昌卫星发射中心升空，现已进入地月拉格朗日L2点运行，成为世界上第一颗围绕该点运行的卫星。

▲2013年12月16日，嫦娥三号的“玉兔”号月球车

嫦娥四号着陆器和月球车本是嫦娥三号任务的“备份”，后者于2013年12月发射并成功让“玉兔”号月球车着陆。嫦娥四号的某些科学仪器与嫦娥三号类似，例如着陆器上的登陆相机、地形地貌相机、全景相机、可见光/红外成像分光仪以及两个用于揭示着陆区地下结构的探地雷达。

▲嫦娥四号着陆器艺术概念图

嫦娥四号着陆器还将携带一台低频无线电分光仪，将与“鹊桥”卫星的低频无线电分光仪共同进行太空物理学观测。此外，嫦娥四号还将搭载德国制造的一台月球中子与辐射剂量探测器，用于分析月球远侧的辐射环境。嫦娥四号的月球车将搭载瑞典制造的中性原子探测器，在设计上用于研究太阳风与月表物质之间的交互。

▲嫦娥四号着陆器艺术概念图，8月15日公布

作为嫦娥四号的“乘客”之一，月面微型生态圈也将入主月球，用于天体生物学实验和大众科普。这个生态圈是一个由特殊铝合金材料制成的圆柱形罐子，重3公斤，里面将放入马铃薯种子、拟南芥种子、蚕卵、土壤、水、空气以及照相机和信息传输系统等科研设备。月面微型生态圈实验由中国的28所大学设计，重庆大学牵头。研究人员将密切关注种子的发育，看能否在月球生根发芽，开出第一朵“月球花”。