嫦娥四号为什么要在月球背面登录?

补充一:

看评论区,感觉需要请求灵魂画手来张示意图解释一下所谓中继卫星、地月L2是咋回事。地月L2是一个点,但其轨道不是一个点,所以可以靠该轨道上的卫星同时对地对月通信。

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补充二:

评论区有十分专业的知友提出,实际上采用的轨道应该是Lissajous轨道,不应该是圆形的。此外也继续有知友讨论了关于L1、L2轨道的话题。这实在太难为我了,我试图用OmniGraffle整个示意图,结果还是整不出来,无奈只好又请来了灵魂小画手:

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Lissajous轨道其实也不能说就不能是圆的,用两个正交的一维谐振子合成的周期或准周期轨道都是Lissajous轨道,所以这么说来,圆轨道、椭圆轨道都算是特殊的Lissajous轨道。上图红色的线给出了从地球发射飞行器到地月L1、L2轨道的一种方法。火箭把飞行器送到地球大椭圆轨道之后,飞行器利用自己的推进器一圈一圈加速到地月转移轨道,然后沿着平行于地月系统平面的轨道再转移到垂直于地月平面的轨道,绕L2转;还可以从L2再沿着平行于地月系统平面的轨道转移到L1,绕着L1转。

以下是原回答:

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谢邀!

嫦娥四号是嫦娥三号的备份星。嫦娥三号已经成功完成了任务,那么嫦娥四号要去月球,就要找点没玩过的玩玩,否则科工局不给买门票啊。去月球背面,就是一个简单、有力的理由:因为没人去过!

我们目前对月球背面的了解,仅有轨道器拍摄的照片,包括前苏联的、美国的和咱们嫦娥自己拍的。嫦娥四号将成为人类首个着陆在月球背面的探测器。行星科学很大程度上沿袭了地球科学的价值取向。看那些地学专家,出门习惯性的带个锤子,看见没见过的石头土块,不敲敲打打就不舒服。光从照片上哪能得到第一手的地质、资源信息呢?所以从科学价值的角度来说,干前人没干过的事,无疑是最直接的也是最有力的理由(说不定吹开月球背面的浮尘,真能找到赛博坦星来的难民啊……)。

另外,月球背面不受地球上人类活动的微波干扰,射电本底十分干净,未来说不定可以建立射电望远镜,这样能大大提高射电波段的探测灵敏度,特别是长期以来被地球上微波通讯遮盖的信号,说不定也能拨云见日,水落石出。这方面的设想很多,但如果都不去备选的台址转一圈,散散步,那就都是空话。所以嫦娥四号这次去实地考察月球背面的环境资料,对于未来的任务就是投石问路,具有显而易见的应用价值。

最后,要成功在月球背面着陆,还要让探测器在月球背面开展科学探测活动,对航天器的自主生存能力和自主探测能力都提出高要求。玉兔是一只很厉害的小兔子,但仍然在执行任务中遇到了一些困难,这次要成功完成嫦娥四号任务,可以预见,将带来我们国家深空探测技术水平的提升。比如,为了支持嫦娥四号的数据传输,在发射嫦娥四号之前,首先就会发射一颗通信中继卫星到地月L2点,为嫦娥四号和地面站建立中继,所谓兵马未动,粮草先行。这将是人类首次在地月L2点实现对地对月中继通信(参考:嫦娥四号将首次实现对地对月中继通信)。这就是技术牵引价值。

当一个任务同时具备了科学价值、应用价值和技术价值的时候,有什么理由不去开展呢?对吧?兔子?

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