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5月21日早上5點28分，人類首顆地月通信中繼衛(wèi)星——“鵲橋”——通過長征四號丙運載火箭，從中國西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，并成功進入近地點高度200公里、遠地點高度40萬公里的地月轉(zhuǎn)移軌道。
“鵲橋”衛(wèi)星由中國航天科技集團空間技術(shù)研究院研制，上面裝有迄今人類深空探測史上直徑最大的通信天線。它的發(fā)射，屬于嫦娥四號探月任務的第一次發(fā)射。在嫦娥四號探月任務當中，中國將實現(xiàn)人類首次對月球背面的著陸探測以及表面巡視。
由于月球的自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期相同，月球始終是一面對著地球，一面朝向黑暗的深層空間。人類站在地球上，永遠只能看見月球朝向我們的這一面，而月球背對我們的那一面，如果不借助繞月探測器或者著陸器，人類將永遠無法了解其真實面貌。
在過去幾十年的探月活動當中，已經(jīng)先后有美國、蘇聯(lián)（俄羅斯）、歐洲、日本以及中國的探測器實現(xiàn)了對月球的環(huán)繞探測、著陸探測甚至是載人探測。月球正面的情況，人類已經(jīng)看得比較真切了。但月球背面的情況，此前只能通過繞月飛行的探測器和飛船，拍攝過一些為數(shù)不多的照片， “霧里看花”地有一些大略的了解。可以說，月球作為距離地球最近的天體，人類卻仍然對其“一知半解”。
在月球背面進行探測尤其是著陸探測，相比在月球正面著陸，最大的一個技術(shù)難題就在于通信。探測器著陸在月球背面，由于受到月球本身的阻擋，發(fā)出的無線電信號無法傳回地球，而地球上發(fā)出的無線電信號，探測器同樣也接收不到。因此，探測器一進入月球背面的陰影區(qū)，就等于是“失聯(lián)”了。無人探測器就是通過無線電把探測到的各種圖片還有信息傳回地球的，如果連無線通信都不能建立，探測器在月球表面是否完好著陸就無法保證，更談不上獲得科學成果了。
我們的手機需要基站進行中繼接力才能接入4G網(wǎng)絡，如果向月球軌道以外的深空發(fā)射一個中繼衛(wèi)星，讓它充當一個茫茫太空中的“基站”，探測月球背面的通信問題就迎刃而解了。今天發(fā)射的“鵲橋”中繼衛(wèi)星，就是為了完成這個使命而升空的。
“鵲橋”這個極具中國傳統(tǒng)文化色彩的名字，形象揭示出了衛(wèi)星的功能，就是在地球和月球之間架起一座無形的“鵲橋”，將探測器和地球聯(lián)系起來。當然，由于地月之間的距離十分遙遠，“鵲橋”所要定點的位置還不止于此，它要飛到地球和月球的第二引力平衡點，也就是科學家所稱的“拉格朗日2點”（L2）進行定點。在那里，“鵲橋”就像一塊反光鏡一樣，可以無盲區(qū)地接收和傳遞來自地球以及月球背面的信號。
從發(fā)射到定點成功還需要等上幾天的時間，等到“鵲橋”定點成功并通過在軌測試之后，嫦娥四號的第二階段任務，也就是月球探測器的本尊，就可以發(fā)射了。這個時間科學家大致是規(guī)劃到今年年底。嫦娥四號將成為人類首個在月球背面成功著陸的探測器，將放出月球車到月球背面巡視，采集回的圖片以及各種科學成果，都將經(jīng)由“鵲橋”的中繼傳回地球。
近年來，中國在大科學技術(shù)工程上已經(jīng)創(chuàng)造過許多世界第一，比如這次發(fā)射成功的“鵲橋”以及即將發(fā)射的嫦娥四號。這些要歸功于中國在工程技術(shù)領域的飛速進步。與這些耀眼的工程成就相比，探月工程所瞄準的科學目標更加宏偉，對今后中國科學的進步以及人類科學的貢獻，將是更長期的、更具持續(xù)性。
就拿這次即將登陸月球背面的嫦娥四號探測器來說，它的科學任務除了對月球表面的常規(guī)勘察以外，還包括對“宇宙黑暗歷史”的考察。而這類科研項目已經(jīng)大大超出了月球科考，屬于更加宏大的宇宙學的范疇了。
科學家是通過射電望遠鏡，接受來自遙遠外太空的微弱電磁波來了解宇宙的歷史的。由于地球人類文明日益發(fā)達，地球表面乃至近地軌道充斥了人類制造的各種電磁波。因此，科學家希望找到一個沒有噪音干擾的地方，來靜靜地傾聽宇宙的聲音。而月球背面是一個良好的所在，因為月球屏蔽住了來自地球的電磁干擾。
因此，當國外的科學家聽說中國要發(fā)射一臺在月球背面著陸的探測器后，都興奮了起來。他們認為，嫦娥四號對他們的研究是一個重要的機遇。在即將發(fā)射的嫦娥四號月球探測器上，將搭載四臺來自歐洲的探測儀器。正是中國的航天技術(shù)，使得歐洲的科學家終于有機會能夠探測宇宙的歷史。反過來，正是因為掌握了像嫦娥四號這樣的別人沒有的核心技術(shù)，中國科學家可以與國際頂尖的科學家進行合作，掌握第一手的原創(chuàng)科研數(shù)據(jù)，大大增強了中國宇宙學界在國際上的話語權(quán)。
目前，人類再次迎來了月球探測的高峰期。美國特朗普政府已經(jīng)批準建造一個名為“深空之門”的環(huán)月軌道空間站，將其打造成開發(fā)月球的基地，以及從月球軌道出發(fā)探測火星的橋頭堡。印度即將于今年發(fā)射其首個月球著陸器——月船二號。日本也將不遲于2019年發(fā)射其首個月球著陸器。
人類探測月球的最終目的，一方面是為了將其作為探測深層空間的墊腳石，另一方面也是為了解決好地球上的問題，比如能源問題。因此，探測月球以及今后的載人登月，已經(jīng)不再是一個純科學意義上的問題，而是關系到人類永續(xù)發(fā)展的關鍵性問題。在這一領域，中國正在快速領先。
（作者：魯曉冬）
