半个世纪近50个着陆器属你最突出，嫦娥四号演绎人类首次月背降落

根据新华社消息，2019年1月3日10时26分，嫦娥四号探测器自主着陆在月球背面南极-艾特肯盆地内的冯•卡门撞击坑内，实现人类探测器首次在月球背面软着陆。

阿波罗16号拍摄的月球背面

（图片来源：维基）

冯-卡门撞击坑在月球上的位置

（图片来源：NASA）

在发射四天后的12月12日，嫦娥四号开始在100公里高度的环月轨道上运行，并在环月轨道上与“鹊桥”中继星进行了4次中继链路测试和多项在轨测试，为实施月球背面软着陆奠定了基础。12月30日，嫦娥四号探测器成功在环月轨道实施变轨控制，顺利进入着陆轨道，择机降落。1月3日，嫦娥四号探测器成功降落月球背面，这是人类首次登陆月球背面，也是中国探月工程的一个新的里程碑。

鹊桥中继星

（图片来源：中国空间技术研究院）

嫦娥3号探测器

（图片来源：中国空间技术研究院）

地月中继通信示意图

（图片来源：中国空间技术研究院）

从月球极区看冯卡门坑

（图片来源：NASA）

冯-卡门撞击坑图像

（图片来源：维基）

冯-卡门撞击坑的特点在于：第一，地势比较平坦，适合探测器着落，所谓的坑大峰小；第二，年龄古老，距今40亿年以上，后期可挖掘出月球雨海纪玄武岩样本；第三，其冯-卡门坑在形成之前已经存在一个更大的撞击坑，通过撞击坑形成模型我们可以得知，冯-卡门坑表层或者浅表月壤中很可能有早期撞击暴露出的深层月幔物质。根据日本月神号探测器的数据，艾肯盆地内的月壳厚度较薄。同时，克莱门汀探测器的数据也显示，冯-卡门坑底有复杂的岩浆活动，多个证据显示雨海纪时冯-卡门坑存在重复撞击、月壳多次熔融，形成了今天我们看到的玄武岩层。综合多个因素，登陆冯-卡门坑的科学意义重大，未来获得的发现成果也值得期待。

嫦娥3号接近段制动动画

（图片来源：CCTV）

从接近段开始，嫦娥4号上的光学成像仪介入，获取着陆区光学图像，由于嫦娥四号降落点选择在月球南极，因此太阳光照是一个控制条件，根据这个条件我们也可以推测出嫦娥四号的落月时间。只有降落点光照条件良好，着陆区光学图像越清晰越好，这样着陆器可识别月面大型障碍物。

嫦娥3号着陆器

（图片来源：中国空间技术研究院）

在悬停段时，嫦娥四号着陆器高度大约距离月面100米左右，通过激光三维成像仪建立着陆区三维高程数据，此时的横向、纵向速度都为零，姿态正上，缩小着陆区范围。接着，精细避障飞行开始，嫦娥四号着陆器高度开始进一步下降，从距离月面100米降低到30米左右，水平速度零，垂直速度值控制在每秒1.5米。从距离月面30米高度下降到月面，在关机传感器发出信号时，着陆器垂直速度应低于每秒3.8米，水平速度低于每秒1米，月面倾角小于8度，基本上可确保安全着陆。

嫦娥四号登陆之后会进行仪器自检，后续将开展多个科学的任务，主要方向有三个：第一，月基低频射电天文观测；第二，冯-卡门坑巡视及浅层结构探测、下方矿物组分探测；第三，月背环境研究。嫦娥四号对月背的探测任务，有助于建立月背矿物、月面环境的早期研究框架，为今后的深入开发月球打下基础。

在嫦娥四号完成任务后，嫦娥五号将实现我国探月工程三步走战略中的“回”。这意味着嫦娥5号返回舱就要从月球表面起飞，以接近第二宇宙速度返回地球。上一次月壤返回要追溯到1976年的苏联月球24号探测器，也意味着时隔40多年后，人类再次从月球上采回样本。

探月工程三步走完成之后，下一步就要开启载人登月的任务。随着NASA要重返月球，俄罗斯、欧洲跃跃欲试，私人航天企业也杀出重围。预计在2030年代，人类将再次开启新一轮载人登月窗口。