玉兔2號

什麼！月亮有背面？！

從小就明白「舉頭望明月，低頭思故鄉」的意涵，但嫦娥四號登陸月球背面的消息讓小編跟李白的距離突然拉近了幾個世紀，原來不管哪大洲哪大洋哪個時代的人，跟李白看到的月亮不但是同一個，甚至是同一面。身為理科生的小編實在慚愧，趕緊科普一下，這好好一個球，怎麼會有背面的概念？

從地球上看過去，月亮除了有陰晴圓缺，它表面的樣貌卻從來沒改變過。在地球潮汐力的長期作用下，月球自轉週期和繞地球的公轉週期同步，所以月球有一側始終背對地球。2019年初，嫦娥姐姐登上了月球害羞的那一面，連美國太空總署署長Jim Bridenstine都即時發推特恭喜中國大陸的嫦娥四號成功登陸月球背面，CNN、BBC等各國媒體與科技天文類網站雜誌也相繼以頭條方式報導這個人類史上首次登陸月球背面的消息。

美國總統甘迺迪在1962年發表的「月球演說」中提過，「我們選擇登月，不是因為它簡單，而是因為它很難」。終於，1969年阿姆斯壯在月球上邁出了人類的一大步，自此累積起人類對月球的認識。現在，不僅科學家可以精確監測地球跟月球的距離和月球表面，一般的天文愛好者也可以用望遠鏡了解月球正面的每一個月海、每一座環形山。阿波羅計劃甚至送了12名太空人登陸月球正面、還帶回382千克的單體樣本。

但小編還是不懂啊，既然人類早就對月球瞭若指掌，累積至今的航天技術也如此進步，為什麼從月球正面跨到背面的這一步得讓科學家再花上50年？

登陸月背有什麼難？

話是這麼說的。人類從未把探測器送到月球背面，僅能通過繞月飛行的探測器知道一些基本資訊。回頭想想，從小熱愛的樂團Pink Floyd有過一張「月之暗面」（The Dark Side of the Moon）的專輯，Dark感覺就是又冷又難接近，非常符合人類接近不到月背的情況。沒想到，其實月球背面是能被太陽照到的，只不過身為人類的小小的我看不到它的開朗。從美國太空總署署長金姆哥用了Far Side這個詞就可以知道，人家月背一點都不陰沈，就是遠得要命王國而已。當然不只是多走幾步路的遠，月背都是溝壑、峽谷、懸崖的地形，這種十分不平坦的地形反映著月背有佛心來著的好性格。地球人到今天還能好好活著，多虧了月球背面為地球擋住隕石的直接撞擊，因此月背的隕石坑數量遠多於正面，從這樣的地形條件可以想見，嫦娥四號探測器在月背著陸以及月面巡視是個多巨大的挑戰。

嫦娥四號著陸在月球背面的南極艾特肯盆地，這裡地形複雜，最大高度落差達到16.1公里，很難找到平坦的地方，因此對著陸精準度的要求非常高。著陸區的馮卡門環形山是盆地內其中一塊核心區域，對嫦娥四號而言，相當於翻山越嶺來找它。

大搖大擺的「鵲橋號」

問題又來了，前面說到，探測器只能用繞飛的方式觀察月背，就算對地形有基本掌握，但是嫦娥四號上沒有人啊，誰來幫它呼叫地球？這可是太空船，星際電影都拍得讓觀眾驚聲讚嘆了，真實情況裡總不可能莽莽撞撞放任個機器瞎闖吧。

由於月球擋住了背面，登陸月背的嫦娥四號無法與地球取得聯繫，這時候輪到負責地月通信的「鵲橋號」大搖大擺地登場了。鵲橋號被送到環繞地月的第2拉格朗日點的暈軌道上，在那裡，它可以避免被月球屏蔽信號，從而形成信號中繼的作用。從60年代開始，美國太空總署就一直在提設想、論證信號聯繫方式，可惜未能實踐過。中國大陸在2018年5月成功部署了「鵲橋號」中繼衛星，在月球背後6.5萬公里之外的地月第2拉格朗日點附近的暈軌道簇上運行。道聽塗說的小編不全然明白這些名詞的意義，大概就是在月球背面找到了一個可以圍繞地月系統的中心點讓鵲橋號進行圓周運動。所以，說鵲橋號大搖大擺不是誇飾，他確實得繞個不停才能產生橋樑的作用。

嫦娥四號大概是個摩羯座

嫦娥4號

嫦娥四號溫溫吞吞地在環月軌道上待了20多天，幹嘛呢？換算起來，月球的一天是地球的一個月左右，每個白天和黑夜的時間近乎是地球的14天，和地球南北兩極的極晝極夜非常類似。嫦娥四號就這樣一邊調試儀器，一邊等呀等著等到馮卡門環形山進入白天的時間。嫦娥四號就像嚴謹的摩羯座那樣，絕不會允許自己閒著沒事，在環月軌道等待時便抓緊空檔儲備電能。現在的航天器大多採用太陽能作為動力，在月球太陽能充沛的時候，嫦娥四號帶著陪伴它的月球車玉兔二號，依靠太陽能電池板提供電能，甚至還把多餘的電能資源儲存起來。

一旦到了月球極夜溫度特別低的時候。嫦娥和玉兔就一同進入休眠狀態，這時候，嫦娥自備的暖暖包就派上用場了。嫦娥四號帶著在衰弱時會源源不斷釋放熱量的鈈238物質，同時還能把它多餘的熱量轉化成電量儲備起來，方便兩台機器工作之需，這就是「核電池」的由來。月背溫度過高時，嫦娥和玉兔也會自動進入休眠狀態，高溫對科研儀器存在很大的影響，儀器休眠是比較好的解決方法。可以說休眠是抵抗340度溫差的重要方式。真是太羨慕嫦娥跟玉兔的聰明睿智了，冷熱都知道要睡，小編也好想在這熱得莫名其妙的冬天放個休眠假。

世界一家親

看到這裡，你是不是跟小編一樣腦海裡滿是諾蘭導演的「星際效應」呢。雖然深受好萊塢影響，只會把成功漫遊宇宙跟美國人畫上等號，但先讓我們拋開那些太空競賽，這可是人類的共同成就，不要分什麼你輸我贏的。就像大陸在報導時描述「嫦娥四號任務的順利實施凝聚著諸多參與國的貢獻」，包括德國、瑞典、荷蘭、俄羅斯、阿根廷、歐洲空間局都參與支援探測工作。美國則是在嫦娥四號發射前就與大陸商討如何利用美方在月球軌道運行的LRO衛星觀測嫦娥四號著陸。作為首次登陸月背的嫦娥四號，不僅是中國人的，更是全世界人的。雖然嫦娥摧毀了小編期待月亮背面住著外星人的想像，但它的科學和工程意義，對人類而言都是重大突破。