月球还有多少奥秘？

中国科学院／周军

月球是地球唯一的天然卫星，它的自转周期与围绕地球的公转周期相同，因此出现了“潮汐锁定”现象——它始终以同一面对着地球，地球上的人类因而只能看到月球表面的59%，其余41%的月球表面似乎是永远地隐没于黑暗之中。

正是因为地球上的人类只能看到月球的正面，很多人自然而然地想象月球的背面是其“暗面”，这一面沉浸在永久的黑暗之中。甚至曾有人想象，月球的背面是外星人探测地球的基地。

1959年，苏联发射的月球3号探测器拍摄到了月球背面的第一张照片，这个神秘的区域第一次为人所见。1968年，阿波罗8号载人飞船离开了近地轨道进行绕月航行，三位宇航员在月球轨道上航行了20个小时，人类第一次亲眼见到了月球的背面。2009年，美国航空航天局发射的月球勘测轨道飞行器拍摄了更多高精度的月球背面照片，也依此绘制了更清晰的月球地图。

尽管人类此前对于月球背面的形态已经有了大致了解，但是还从没有对这个神秘的区域进行过实地考察，因此可以说嫦娥四号对月球背面进行实地探测的科学意义尤为重要——这不仅创造了一个人类历史上的第一次，它还将在月球背面进行很多独特的科学探测和准备工作。

月球的背面与正面在诸多方面都有很大不同。从外观上看，月球多有由冷却的岩浆形成的表面相对平滑的大面积“月海”，差不多覆盖了月球表面17%的区域，这些区域几乎都在月球的正面，而且出于人们目前还无法理解的原因，月球正面的辐射强度要比背面更大。而月球的背面则不仅多山，也多是各种形状、在各个时期形成的撞击坑。探测显示，月球背面的月壳也比正面更厚。科学家们相信，在形成初期，月球处于一种熔化的高温液体状态，之后才逐渐冷却下来。月球的背面冷却速度相对更快，因此这一面的月壳厚度更大。

另外因为一直背向地球，不会受到来自地球的无线电波的影响，月球背面也是人类进行太空探测的绝佳位置，能否在这里设立天文望远镜？这个区域的岩石和土壤构成与正面有何不同，人类是否能够加以利用？这些问题，嫦娥四号都会试着寻找答案。

嫦娥四号搭载了国内众多高校的科学实验项目，携带了摄像头、雷达和频谱仪等科学仪器。在着陆之后，探测器将会巡视这个区域的地形，钻研月球背面的土壤，检测月球土壤和岩石的成分，测量月球背面中子辐射剂量等环境参数，并研究太阳风对于月球表面的影响。

除此之外，嫦娥四号还装备了一个微型生物实验室，它携带着一个3千克重的容器，里面装了马铃薯、拟南芥等植物的种子和蚕卵，将在月球背面的微重力环境中进行生物学实验。在生物实验室内把温度维持在1至30摄氏度之间，并精确控制湿度和养分，让阳光照射进来，观察植物的种子是否能发芽，虫卵能否顺利孵化。