神秘的月之暗面

有人说，

在月球背面发现了百慕大失踪的飞机；

有人说，希特勒没有死，

他逃到了月球背面，随时准备“反攻地球”；

也有人说，月球背面沟壑当中隐藏着

外星人的飞船，

还有外星人建立的宇宙基地……

几十年来，关于月球背面的谣言和阴谋论不绝于耳，由于月球的自转和公转周期相同，导致月球背面无法被直接观测，又由于月球整体的阻拦，背面更是成了通信和监控的盲区。历史上，没有宇航员，也没有任何探测设备降临这里，对于人类来说依然充满了未知。

为什么我们永远看不见月背？

生活在地球上的人类，最熟悉的两个天体是太阳和月亮。因为月球将她圣洁的光辉洒向大地，自古以来，激起人们无限的遐想和憧憬，萌发出各种神话传说、宗教信仰、哲学思想、文学艺术和风俗传统，比如嫦娥奔月、玉兔、中秋节等。月球为古代的历法编制、农耕时令和社会发展发挥过重大作用。月球象征着宁静、温馨、和谐、思亲团圆和美满。中国人凡是好事都叫花好月圆，月亮是喜庆的天体。

我们真正每天看到的月亮，其实是月球的正面。其上有很多黑斑，这是原来砸在月球的小天体撞击出来巨大的盆地，盆地深部的岩浆上升，形成大量的火山喷发，火山熔岩流填平盆地成为辽阔的平原即月海。

月球一直在按照逆时针方向自转，同时月球还围绕着地球同样逆时针方向公转。我们站在地球上看它转一圈，这不就是背面和正面都能看见了吗？但为什么在地球上就看不见？因为月亮和地球的关系特别奇特，月亮自转一圈就是它的一天与绕着地球公转一圈的时间相等，也就是我们常说的“潮汐锁定”。

欧阳自远院士演讲文稿

月亮绕地球公转一圈需要接近一个月，而它自传一圈也是接近一个月，因而月亮上的一天接近我们地球上的一个月，白天半个月，晚上半个月。很多人认为月亮的那半边永远不朝向地球就永远是黑暗的，所谓的“黑月亮”，这是误解。

月亮这边是白天，背后就是黑夜；背后天亮了，这边是黑夜。嫦娥三号落在月亮上要过夜，晚上约有半个月长，零下180℃的温度能把探测仪器全部的电子线路冻坏。所以科研人员在仪器箱里装了“暖气”，原子能电池一直在放热，使温度保持在零下40℃以上。第二天天亮了又能够继续工作了。

月背是什么样的？

与正面以月海平原为主不同的是，月球背面基本上都是山地、高原，布满了撞击坑，环境十分复杂。打个比方来说，月球正面的月海如果是华北平原的话，那月球背面的月陆就是横断山脉。

阿波罗载人登月计划放置了5台月震仪在月球表面，月球有点月震的话可以测出来。小天体撞击月球产生的弹性波也可以记录。根据弹性波传播的速度，从而可以划分出月球内部的结构，划分出月壳、月幔和月核的大小和厚度。

月球内部的重力场，正面和背面差别也很大，表明正面和背面内部物质的分布差异很大，演化的历史也有很大的差异。

我国的嫦娥一号和二号都获取了全月球表面的各种化学成分、岩石类型和分布，正面与背面差异也很大。四川的攀枝花钢铁厂用的矿石是钛铁矿。月球上的钛铁矿极其丰富，品位与攀枝花相当，主要分布在正面的月海里，分布面积接近于中国的国土面积，钛资源储量可观。月球的表层土壤中，富含太阳风注入的氦-3，氦-3有可能成为核聚变发电的重要原料。月表土壤中氦-3的资源量，经“嫦娥一号”探明大约有120万吨，是足够全人类使用一万年以上的清洁能源。

宇宙的几厘米到十米波长波段的甚低频无线电信号，完全被我们地球的电离层干扰根本进不来，因而地球和月球的正面对于这一波段完全是盲区。而月球的背面却是最好的探测位置。科学家期盼在月球背面开展特殊频率的天文观测，这将可以知道宇宙最初发生的一些特殊事件。

由于月亮的质量相当于地球的1/81，月球表面的引力只有地球的1/6，没有能力维系表面的大气层，月球的表面近于超高真空。既然是超高真空，月亮表面的空间没有任何介质传播声音，因此月球是一个没有任何声响的世界，是一个死寂的世界；由于是真空也没有温度的传导，假如我是一个宇航员，站在月球上前胸照着太阳，温度在110-130℃，地球上没有那么热的地方；照不着太阳的后背，零下一百多摄氏度；月亮上的环境简直恶劣透了。月亮上没有发现有机化合物，也没有任何生命活动的迹象。

月球背面图（左）嫦娥四号探测器将着陆区域瞄准在南极－艾特肯盆地（South P o l e - A i t k e n Basin），这是一个具有重要科学价值的巨大撞击坑，可能的着陆点初步确定为冯·卡门撞击坑（Von Kármán）附近（右）

在月球背面软着陆难度有多大?

我们为何要去月球背面？有一种观点认为，月球背面并没有什么科学价值。但实际上，如同人类在地球上探测南极、北极这些地方一样，月球背面是人类航天器还没有着陆过的处女地，既有望获得有价值的重要科学发现，也有利于突破技术难关，提升航天技术能力。

月球是屏蔽地球上的无线电噪声的最好隔绝装置，因此在月球背面放置射电望远镜，有利于探测和发现宇宙中极微弱的射电信号。

但是，月球背面降落的难度着实不小。正面的月海平原颜色较深，地形比较平滑；而月球背面以月陆为主，地形崎岖，南部有一个巨大的撞击盆地。历史上所有的月球探测器，在月球的降落点无一例外都是地形平坦、光照充足、通信情况良好的地区，并且都是月球正面。但嫦娥四号恰恰相反，选择月球背面降落，颇有“明知山有虎、偏向虎山行”的意味。

具体来看，在月球背面登陆还有许多需要解决的问题，例如在太阳板失效的情况下，如何保证登陆器正常发挥功能？在月夜超低温环境下，登陆器如何不受干扰？月球背面崎岖的地形上，登陆器如何准确着陆？此外，月球背面等离子体环境更加恶劣，对登陆器也是个不小的考验。

2007年，“探月工程先驱者”嫦娥一号以受控撞月的方式 “粉身碎骨，捐躯报国”，额外完成任务；2010年，嫦娥二号在制作完全月球地图之后远飞深空，至今仍在不断地刷新着“中国高度”；2013年，嫦娥三号与她所携带的“玉兔号”月球车一同实现了登陆月球。

沉寂了将近5年之后，如今“嫦娥”们将带着探月工程的使命继续出发，中国人自古以来的探月梦想，也将一步一步变为现实。

（本文部分资料来源于欧阳自远院士2018年3月31日在科普中国·科学百科“大家小课” 科学讲堂上的演讲）