5月21日早上5點(diǎn)28分，人類(lèi)首顆地月通信中繼衛星——“鵲橋”——通過(guò)長(cháng)征四號丙運載火箭，從中國西昌衛星發(fā)射中心發(fā)射升空，并成功進(jìn)入近地點(diǎn)高度200公里、遠地點(diǎn)高度40萬(wàn)公里的地月轉移軌道。
“鵲橋”衛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(lèi)深空探測史上直徑最大的通信天線(xiàn)。它的發(fā)射，屬于嫦娥四號探月任務(wù)的第一次發(fā)射。在嫦娥四號探月任務(wù)當中，中國將實(shí)現人類(lèi)首次對月球背面的著(zhù)陸探測以及表面巡視。
由于月球的自轉周期和公轉周期相同，月球始終是一面對著(zhù)地球，一面朝向黑暗的深層空間。人類(lèi)站在地球上，永遠只能看見(jiàn)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(zhù)陸器，人類(lèi)將永遠無(wú)法了解其真實(shí)面貌。
在過(guò)去幾十年的探月活動(dòng)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(shí)現了對月球的環(huán)繞探測、著(zhù)陸探測甚至是載人探測。月球正面的情況，人類(lèi)已經(jīng)看得比較真切了。但月球背面的情況，此前只能通過(guò)繞月飛行的探測器和飛船，拍攝過(guò)一些為數不多的照片，“霧里看花”地有一些大略的了解?？梢哉f(shuō)，月球作為距離地球最近的天體，人類(lèi)卻仍然對其“一知半解”。
在月球背面進(jìn)行探測尤其是著(zhù)陸探測，相比在月球正面著(zhù)陸，最大的一個(gè)技術(shù)難題就在于通信。探測器著(zhù)陸在月球背面，由于受到月球本身的阻擋，發(fā)出的無(wú)線(xiàn)電信號無(wú)法傳回地球，而地球上發(fā)出的無(wú)線(xiàn)電信號，探測器同樣也接收不到。因此，探測器一進(jìn)入月球背面的陰影區，就等于是“失聯(lián)”了。無(wú)人探測器就是通過(guò)無(wú)線(xiàn)電把探測到的各種圖片還有信息傳回地球的，如果連無(wú)線(xiàn)通信都不能建立，探測器在月球表面是否完好著(zhù)陸就無(wú)法保證，更談不上獲得科學(xué)成果了。
我們的手機需要基站進(jìn)行中繼接力才能接入4G網(wǎng)絡(luò )，如果向月球軌道以外的深空發(fā)射一個(gè)中繼衛星，讓它充當一個(gè)茫茫太空中的“基站”，探測月球背面的通信問(wèn)題就迎刃而解了。今天發(fā)射的“鵲橋”中繼衛星，就是為了完成這個(gè)使命而升空的。
“鵲橋”這個(gè)極具中國傳統文化色彩的名字，形象揭示出了衛星的功能，就是在地球和月球之間架起一座無(wú)形的“鵲橋”，將探測器和地球聯(lián)系起來(lái)。當然，由于地月之間的距離十分遙遠，“鵲橋”所要定點(diǎn)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(diǎn)，也就是科學(xué)家所稱(chēng)的“拉格朗日2點(diǎn)”(L2)進(jìn)行定點(diǎn)。在那里，“鵲橋”就像一塊反光鏡一樣，可以無(wú)盲區地接收和傳遞來(lái)自地球以及月球背面的信號。
從發(fā)射到定點(diǎn)成功還需要等上幾天的時(shí)間，等到“鵲橋”定點(diǎn)成功并通過(guò)在軌測試之后，嫦娥四號的第二階段任務(wù)，也就是月球探測器的本尊，就可以發(fā)射了。這個(gè)時(shí)間科學(xué)家大致是規劃到今年年底。嫦娥四號將成為人類(lèi)首個(gè)在月球背面成功著(zhù)陸的探測器，將放出月球車(chē)到月球背面巡視，采集回的圖片以及各種科學(xué)成果，都將經(jīng)由“鵲橋”的中繼傳回地球。
近年來(lái)，中國在大科學(xué)技術(shù)工程上已經(jīng)創(chuàng )造過(guò)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(lǐng)域的飛速進(jìn)步。與這些耀眼的工程成就相比，探月工程所瞄準的科學(xué)目標更加宏偉，對今后中國科學(xué)的進(jìn)步以及人類(lèi)科學(xué)的貢獻，將是更長(cháng)期的、更具持續性。
就拿這次即將登陸月球背面的嫦娥四號探測器來(lái)說(shuō)，它的科學(xué)任務(wù)除了對月球表面的常規勘察以外，還包括對“宇宙黑暗歷史”的考察。而這類(lèi)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(xué)的范疇了。
科學(xué)家是通過(guò)射電望遠鏡，接受來(lái)自遙遠外太空的微弱電磁波來(lái)了解宇宙的歷史的。由于地球人類(lèi)文明日益發(fā)達，地球表面乃至近地軌道充斥了人類(lèi)制造的各種電磁波。因此，科學(xué)家希望找到一個(gè)沒(méi)有噪音干擾的地方，來(lái)靜靜地傾聽(tīng)宇宙的聲音。而月球背面是一個(gè)良好的所在，因為月球屏蔽住了來(lái)自地球的電磁干擾。
因此，當國外的科學(xué)家聽(tīng)說(shuō)中國要發(fā)射一臺在月球背面著(zhù)陸的探測器后，都興奮了起來(lái)。他們認為，嫦娥四號對他們的研究是一個(gè)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(lái)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(xué)家終于有機會(huì )能夠探測宇宙的歷史。反過(guò)來(lái)，正是因為掌握了像嫦娥四號這樣的別人沒(méi)有的核心技術(shù)，中國科學(xué)家可以與國際頂尖的科學(xué)家進(jìn)行合作，掌握第一手的原創(chuàng )科研數據，大大增強了中國宇宙學(xué)界在國際上的話(huà)語(yǔ)權。
目前，人類(lèi)再次迎來(lái)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(gè)名為“深空之門(mén)”的環(huán)月軌道空間站，將其打造成開(kāi)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(gè)月球著(zhù)陸器——月船二號。日本也將不遲于2019年發(fā)射其首個(gè)月球著(zhù)陸器。
人類(lèi)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(wèn)題，比如能源問(wèn)題。因此，探測月球以及今后的載人登月，已經(jīng)不再是一個(gè)純科學(xué)意義上的問(wèn)題，而是關(guān)系到人類(lèi)永續發(fā)展的關(guān)鍵性問(wèn)題。在這一領(lǐng)域，中國正在快速領(lǐng)先。
(責任編輯：張云文)
