嫦娥四号为何着陆月球背面？五大原因详解

来源：中国科学报微信公众号

12月8日，嫦娥四号向月球背面奔去。作为嫦娥三号的备份，原本不在探月工程“绕落回”三部曲计划内的嫦娥四号被科学家“安排”去了月球背面。

月球由于自转与公转周期相同，始终只有一面对着地球。

这就好比我们把用一条绳子系着的物体甩起来一样，那个被甩起来的物体总是只有一面朝着绳子的方向。这被称为“潮汐锁定”现象。

月球背面作为一个看不见的神秘世界，催生了许多和外星人、宇宙飞船、神秘基地、金字塔、神庙有关科幻小说。

当然，这些都是不存在的。那么，这里为何值得“走一趟”？

接受《中国科学报》记者采访时，中国科学院国家空间科学中心副主任、中科院月球与深空探测总体部主任邹永廖，详解了嫦娥四号选择月球背面着陆科学上的五大原因。

原因一：月球背面着陆前所未有

月球背面那么大，科学家想去看看。

从上世纪50年代起，人类发射到月球的探测器已经有100多次。

“但是从着陆就位探测来说，月球背面一次都没有。”邹永廖表示，“嫦娥四号一旦成功，标志着国际首次在月球背面实现着陆和巡视探测，这是创造历史的重大成就。”

邹永廖介绍：“无论从物质成分上、形貌构造上，还是岩石年龄上，月球正面和背面都有很大的差异。”

比如，从成分上看，月球正面大约60%的面积，都被一种名为“月海玄武岩”的岩体覆盖，而背面则几乎是另一种岩体——“高地斜长岩”。

同时，月球上22个月海中19个较大的月海都分布在月球正面，而月球背面只有东海、莫斯科海、智海等3个很小的月海；从形貌构造上看，月球背面撞击坑的密度明显大于正面；从年龄上看，月球背面则都是更加古老的岩石。

原因二：艾肯盆地——人类从未去过的“处女地”

嫦娥四号选择月球背面一个名为“艾肯盆地”的地方着陆。

目前，科学家把月球的大地构造单元粗略划分为三大地体，即斜长高地岩地体、克里普岩地体和艾肯盆地地体。

邹永廖指出，斜长高地岩地体和克里普岩地体，美国和前苏联都着陆巡视探测过，只有艾肯盆地地体没有近距离就位探测。

“科学家相信，这块区域目前就近距离巡视探测而言，属于一块‘处女地’，在科学上会有很多新的发现。”他说。

原因三：背面岩石更古老

“月球背面的岩石更加古老。”邹永廖说。对科学家而言，这无疑是一个好消息。嫦娥四号前往艾肯盆地，必将获取更古老岩石的信息。

邹永廖表示，从时间维度上，如果我们获取更古老的岩石类型等物质成分信息，将对了解月球的化学成分演化过程大有帮助。

原因四：揭开“39亿年撞击高峰”之谜

艾肯盆地直径约2500公里，深度约12公里，90%以上分布在月球背面。“这是目前所知整个太阳系最大、最深的盆地。”他表示。

对艾肯盆地开展探测有可能揭开“39亿年撞击峰值”的科学之谜。

此前，科学家从太阳系撞击历史中发现一个奇特的规律，在地球、月球形成的46亿年历史中，撞击密度、频度和力度最高的时候，并不是最初的46亿年，而在39亿年，其原因困扰科学界已久。

“据科学家初步分析，艾肯盆地可能就是在39亿年撞击产生的。”邹永廖表示，“嫦娥四号到这里精细探测，也许会为我们打开‘39亿年撞击峰值’这个科学之谜的一扇门。”

此外，科学家为月球车探测艾肯盆地专门设计了一条“路线”，能够获取地形地貌、物质成分及浅层结构等信息，将在国际上首次建立月球“综合地质剖面”。

“这将对了解这个区域的地质演化历史和细节做出重大贡献。”邹永廖说。

原因五：填补低频射电观测空白

嫦娥四号将到达的月球背面是天文学家梦寐以求的观测场所，将填补低频射电观测的空白。

天文学上，不同频段的电磁波代表着来自宇宙的不同信息。目前，传统光学、红外及射电等波段的天文观测已得到长足发展。

由于屏蔽作用，在地面上无法开展低频射电的观测。

同时由于地球电磁环境的原因，在月球正面开展低频射电观测效果不理想。

邹永廖指出：“月球背面的电磁环境非常干净，在那里开展低频射电探测，全世界天文学家都很感兴趣。”

在天文学家看来，能够在月球上开展低频探测，将在太阳爆发、恒星形成、星系演化及宇宙早期状态等科学问题有新发现。

据了解，围绕到月球背面开展低频射电探测，欧空局曾制定过详细目标，但由于种种原因未能实施。

“中国探月工程率先实现这一目标，我相信在科学上会有很多产出。”邹永廖表示。