【太阳系】人类壮举，登陆月球背面难在什么地方

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精华笔记

今天我们来讲一下在太阳系中可以说是人类非常熟悉的一个朋友，那就是月球。前一段时间我们国家的嫦娥四号成功的登陆了月球背面。为什么月球的背面那么神秘？其实是因为人类从来不知道月球背面长什么样，因为月球永远都只有一面对准地球。

人类从古到今关于月球背面有非常多的想象，比如有一些科幻电影就说希特勒二战战败之后，就跑到了月球背面，然后在月球背面建了纳粹的新基地，搞一些高科技要伺机反攻地球。再比方说我小时候看过一部动漫叫做宇宙骑士，大概剧情就是外星生物入侵，但是地球人一直搞不清楚这外星生物是哪来的，就是因为外星生物的老巢就在月球背面，等等。

我们知道星球都是有自转的，那为什么月球背面它不转过来，只有正面对着地球呢？背后的原因，有一个科学现象，叫做潮汐锁定。这集我们先不讲潮汐锁定，过两集我们再讲，因为潮汐锁定这个概念还挺复杂。这一集我们主要说说看，嫦娥四号登陆月球背面，为什么是一件了不起的事？

可能你的感觉是我们都登陆月球了，开个车不就能开到月球的背面吗？这个事情有什么了不起的呢？其实登陆月背的主要难点是通信问题。你想想看，月球上面没有人类的任何基础设施。如果要登陆月球的话，即便是一个载人的航天器，到了月球上，它都要不断地与地球指挥站保持联系。保持联系肯定是用电磁波信号嘛！也就是说这个电磁波信号一定要畅通无阻的在宇航员跟地球之间往来。

月球背面有一个问题，就是你走到了月球背面之后，这个信号就被阻断了。因为月球的背面一直是背向地球的，你就没有办法接收到电磁波信号，因为电磁波走的是直线。航天技术固然很难，但是首先要解决通信问题。第一个方法是在月球表面各个地方建立无线网的基站，把月球表面和背面连接起来，就可以跟地球通信了。但是建基站是个很麻烦的事情，为了建基站就一定要造发电厂。如果没有供电系统，基站是没有办法很好的运行的，整个基础设施体系得跟上，所以这个事短期之内肯定行不通。

我们来具体讲讲看嫦娥四号是怎么操作的，它如何来解决通信问题？这里面的一个关键就是嫦娥四号登陆月背的时候，还需要有一颗中继卫星。什么叫中继卫星？嫦娥四号它跟地球的联系不是直接联系，而是利用一颗悬在月球空中的的卫星作为中转站，这个中转站就是中继卫星。地球要跟嫦娥四号联系的时候，就先把信号发给中继卫星，中继卫星再把信号发给嫦娥四号。我们这颗中继卫星叫做鹊桥号，牛郎织女相会得先造一个鹊桥。

那中继卫星应该悬挂在月球天空的什么位置呢？这个位置其实是很有讲究的，既要保证中继卫星悬挂的位置不会被月球挡住信号，又要采取一种最省能量的方式让它在空中飘着。不然的话它能耗太大，所接收到的太阳能，没有办法一直支撑它漂浮在那里的话，这个事情的可行性就会变得很低。鹊桥号中继卫星所采用的方案就是在月球的拉格朗日点L2上面。具体什么是拉格朗日点，先别着急，再过两集，我一定会把拉格朗日点交代清楚。

为什么一定要选取所谓的拉格朗日点呢？首先我们知道如果你要让一颗卫星悬挂在某个天体的轨道上，它的轨道是有多种多样的，地球有那么多人造卫星，每个卫星的轨道都不一样。但这个方案对于鹊桥号来说是不可行的，因为人造卫星它是绕着地球一圈一圈转的。鹊桥号如果去绕着月球一圈一圈站，它如果转到另外一边去的时候，一样又被月球挡住了。鹊桥号跟嫦娥四号，如果不在同一面的时候，嫦娥四号依然没有信号，所以一定要找一个位置可以让鹊桥号一直漂在那里。

而拉格朗日点，就是地球和月球两者对于鹊桥号引力平衡的一个位置。鹊桥号虽然是在月球周围，但是它也感受到地球的引力。地球虽然离月球远，但是质量大，即便是在月球周围，地球对于鹊桥号的引力还是很重要的。根据计算，鹊桥号同时受到月球和地球的引力，在拉格朗日点附近这两个引力刚好可以平衡。

平衡了之后我们再放一个卫星在拉格朗日点上，它就能够悬挂住，不用像人造卫星绕着地球那样去绕着月球转。对于嫦娥四号来说，鹊桥号一直悬挂在空中，这样就可以保证嫦娥四号随时可以接收到信号。但鹊桥号也不是纹丝不动的，而是围绕着它的平衡点做一个圆周运动，这个运动轨道还必须要比月球的直径大，否则的话信号又会被遮挡住。，所以说这个就是鹊桥号具体是怎么操作的，就是你要把鹊桥号放在月球的所谓的L2拉格朗日点的附近，然后让它绕着拉格朗日点做一个旋转，他就可以充当起地球指挥站跟嫦娥4号之间沟通的桥梁这么一个作用，

总结一下，这一集我们首先讲了为什么嫦娥四号首次登陆月球背面，是人类宇航史上一件非常重要的事情？就是因为人类从来不知道月背长什么样，而且从技术上也非常困难，因为电磁波是沿直线传播的，所以当你到了月背的时候你就无法与地球直接联系了。嫦娥四号登陆月背的解决方案是在月球的拉格朗日L2点附近放一颗中继卫星，叫做鹊桥号，让它来充当地球指挥站和嫦娥四号之间沟通的桥梁。

最后我想请你思考一个问题，你觉得探索月背的战略意义在什么地方？非常期待在留言区看到你的回复。