嫦娥四号

嫦娥四号（Change 4），是中国探月工程二期发射的月球探测器，也是人类第一个着陆月球背面的探测器；实现了人类首次月球背面软着陆和巡视勘察，意义重大，影响深远。

嫦娥四号于2018年12月8日发射升空；于2018年12月12日完成近月制动，被月球捕获；于2019年1月3日在月球背面预选区着陆；于2019年1月11日与玉兔二号完成两器互拍工作。

截至2021年9月29日，在祖国72华诞来临之际，嫦娥四号着陆器与玉兔二号月球车在轨工作突破1000天，继续刷新月球背面工作记录。嫦娥四号着陆器与玉兔二号月球车整体工况良好，载荷工作正常，持续开展科学探测。2022年1月3日消息，嫦娥四号着陆三周年，累计获得探测数据3780GB。

研制运行

2015年11月30日，国家国防科技工业局组织召开探月工程重大专项领导小组第十四次会议，审议通过嫦娥四号任务实施方案调整报告、研制总要求及后续总体研制计划。

2016年1月14日，嫦娥四号任务通过探月工程重大专项领导小组审议，并进行实施。

2018年4月24日，嫦娥四号中继星定名为“鹊桥”。

2018年5月21日，我国在西昌卫星发射中心用长征四号丙运载火箭，成功将探月工程嫦娥四号任务鹊桥号中继星发射升空。

2018年5月25日，探月工程嫦娥四号任务“鹊桥”中继星成功实施近月制动，进入月球至地月拉格朗日L2点的转移轨道。

2018年6月14日，探月工程嫦娥四号任务“鹊桥”中继星成功实施轨道捕获控制，进入环绕距月球约6.5万公里的地月拉格朗日L2点的Halo使命轨道，成为世界首颗运行在地月L2点Halo轨道的卫星。

2018年6月14日，中继星“鹊桥”进入使命轨道。

2018年8月15日，嫦娥四号对外公布着陆器和月球车外观，并对全球进行征名活动。

2018年10月25日，国家国防科技工业局探月与航天工程中心和中科院月球与深空探测总体部在京联合组织召开嫦娥四号任务科学研讨会。

2018年12月8日，嫦娥四号发射升空。

2018年12月12日，嫦娥四号完成近月制动，被月球捕获，进入了近月点约100千米的环月轨道。

2018年12月30日，嫦娥四号探测器完成实施环月降轨控制工作。

2019年1月3日，嫦娥四号着陆月球背面，随即着陆器与巡视器分离，进行就位探测和巡视探测工作；同日，嫦娥四号公布月球车征名活动结果，命名为“玉兔二号”。

2019年1月11日，嫦娥四号与玉兔二号完成两器互拍工作。

2019年1月14日，嫦娥四号和玉兔二号探测器陆续进入了休眠状态。

2019年3月30日，嫦娥四号唤醒，中继前返向链路建立正常，平台工况正常。

2019年6月9日，嫦娥四号完成月夜设置，进入第六月夜休眠期。

2022年1月15日，嫦娥四号探测器再次进入月夜休眠，各系统状态良好。

飞行任务

飞行计划

1、提前发射中继星，并使其进入预定轨道，后通过火箭发射嫦娥四号。

2、嫦娥四号完成地月转移、近月制动、环月飞行任务。

3、在月球背面软着陆、开展月球背面就位探测及巡视探测；4、通过已在实名轨道运行的中继星，实现月球背面与地球直径的中继通信。

主要任务

1、开展月表地形地貌与地质构造、矿物组成和化学成分、月球内部结构、地月空间与月表环境等探测活动，建成基本配套的月球探测工程系统。

2、对月球背面，尤其是太阳系内已知最大的陨石坑进行探测。

3、尝试月球背面的中继通讯。

4、进行世界首次低频射电天文观测。

任务目标

工程目标

1、研制发射月球中继通信卫星，实现国际首次地月拉格朗日L2点的测控及中继通信；

2、研制发射月球着陆器和巡视器，实现国际首次月球背面软着陆和巡视探测。

科学目标

1、开展月球背面低频射电天文观测与研究；

2、开展月球背面巡视区形貌、矿物组份及月表浅层结构探测与研究；

3、试验性开展月球背面中子辐射剂量、中性原子等月球环境探测研究。

任务特点

1、嫦娥四号需在月球背面完成科学目标。

2、嫦娥四号任务的工程目标锁定在两个“首次”。

3、嫦娥四号携带8台有效载荷带往月球背面冯·卡门撞击坑。

4、嫦娥四号需应对月球背面崎岖的地形，实现难度较大的精确控制。

5、嫦娥四号需通过中继卫星，实施与地面的通信信号“接力”，方可与地球联系。

着陆数据

2022年1月3日消息，2019年1月3日，嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地内的冯卡门撞击坑底部，开展人类历史上首次月背探测。据探月与航天工程中心公布的数据，嫦娥四号鹊桥中继星在轨飞行1322天；巡视器、着陆器月背工作1096天；累计获得探测数据3780GB；玉兔二号月球车行程992.33米。2022年1月6日，玉兔二号月球车行驶里程突破1000米，达到1003.9米。目前处于第38月昼工作期，工况正常。

国际合作

2022年3月3日，月球探测工程地面应用系统公开发布嫦娥四号第十二批国际合作载荷科学数据。

技术状态

嫦娥四号任务由工程总体及探测器、运载火箭、发射场、测控、地面应用五大系统组成。

主要系统

探测器系统的主要任务是研制嫦娥四号月球探测器，嫦娥四号探测器由中继星、着陆器和巡视器组成。

运载系统

运载火箭系统的主要任务是研制长征三号乙运载火箭，在西昌卫星发射中心发射。

发射系统

由西昌卫星发射中心组织实施，承担嫦娥四号发射任务。

测控系统

测控系统的主要任务是运载火箭、探测器在各飞行阶段及探测器在月面工作阶段的测控、轨道测量与确定、月面目标定位以及落月后着陆器和月面巡视器的控制。

地面应用

负责嫦娥四号探测器科学探测计划制定、有效载荷运行管理，并通过中继星接收着陆器和巡视器探测数据。

技术成果

关键技术

1、采用新型设计方案，为核心部件石英挠性加速度计打造全新的配套电路，提高了其可靠性。

2、γ关机敏感器在近月环境下精确测距，精准关闭轨道控制和姿态控制发动机，有效保障嫦娥四号的首次月背软着陆的成功。

3、采用连接解锁机构，让玉兔二号与嫦娥四号着陆器精准分离，踏上月球开展科研任务。

4、定制了两种电动机，一种用于车轮驱动和转向驱动的电动机，另一种则用于机械臂分系统关节驱动的电动机。

5、提供声表面波器件产品、晶体元器件产品、蓄电池组、连接器、继电器、金属软管、紧固件等核心技术，建立了全寿命、可追溯、可跟踪的电子档案。

技术创新

1、首次实现月球背面软着陆与巡视探测；

2、首次实现月球背面与地球的中继测控通信；

3、首次实现当时月球背面着陆器和月球轨道微卫星的甚低频科学探测，运载火箭多窗口、窄宽度发射和入轨精度达到国际先进水平；

4、首次进行超地月距离的激光测距技术试验；

5、首次在月面开展生物科普展示；

6、首次开展国际合作载荷搭载和联合探测。

科学试验

1、利用测月雷达就位探测数据，首次揭示了月球背面着陆区域地下40米深度内的地质分层结构，阐述了其物质组分与演化机制。

2、利用红外成像光谱仪的就位光谱探测数据，成功揭示了月球背面的物质组成，验证了月幔富含橄榄石，加深了人类对月球形成与演化的认识。

3、利用中性原子探测仪对月表环境能量中性原子的探测数据，得到了能量中性粒子在月球表面通量能谱，证实了能量中性粒子的能量与入射太阳风的速度有很强的相关性。

科研成果

月球背面巡视区形貌和矿物组份研究

1、利用“玉兔二号”月球车搭载的可见和近红外光谱仪、全景相机及测月雷达等数据，对着陆区光谱、石块分布、浅层结构等进行分析，获得着陆区形貌，物质矿物组成、来源及特性等科学结论。

2、首次通过原位探测直接得到月球深部物质组成，揭示月球背面，特别是南极艾特肯盆地复杂的撞击历史，对月壤的形成与演化模型提供关键证据，为日后南极着陆和巡视探测选址等提供重要参考。

月球背面巡视区月表浅层结构研究

1、根据嫦娥四号着陆器测月雷达和相机数据以及其他多源数据，研究建立嫦娥四号着陆区地层剖面及多期次溅射物覆盖关系。

2、着陆区溅射物累加厚度约70米，表面为芬森撞击坑溅射物;在巡视区深度40米范围内，存在3种不同地层单元，包括12米范围内的细粒月壤层、12米至24米的碎石层和24米至40米的溅射物沉积和风化产物层。

结果首次揭开月球背面地下结构的神秘面纱，极大地提高人类对月球撞击和火山活动历史的理解，为月球背面地质演化研究带来新的启示。

月面中子及辐射剂量、中性原子研究

1、利用嫦娥四号着陆器月表中子与辐射剂量探测仪和中性原子探测仪探测数据，获得月表高能粒子辐射环境谱、月表中性原子能谱结构和反照率。

2、月表中子辐射剂量率比空间站内部高1至2倍，辐射剂量当量高1倍左右。证实初级银河宇宙射线撞击月球表面，产生反照质子（最早在美国环月轨道器上被发现，此次在月表得到了实地验证）。

3、成果为开展太阳风与月表微观相互作用研究提供重要支撑，促进对月表辐射风险的认知，为未来月球航天员所受月表辐射危害估算及辐射防护设计提供重要参考。

月基低频射电天文观测与研究

1、利用嫦娥四号着陆器平台的低频射电频谱仪，在月球背面首次成功开展低频射电天文观测，获得大量有效观测数据。

2、初步获取40兆赫频率以下的月背着陆区电磁环境本底频谱和低频射电三分量时变波形数据，对于研究太阳低频射电特征和月表低频射电环境具有重要科学意义。

2022年5月5日，月球探测工程地面应用系统公开发布嫦娥四号第二十六批科学数据，由地面应用系统提供，包括嫦娥四号着陆器和巡视器（玉兔二号月球车）上所搭载的3台科学载荷在第三十月昼（2021.05.052020.05.19）期间获取的科学数据，共计93个数据文件，数据总量2092.05 MB。

荣誉表彰

项目（团队）名称 所获奖项

中国嫦娥四号探月任务 2019年度第三届国际月球村研讨会优秀探月任务

2020年度美国航天基金会金奖

嫦娥四号任务团队 2019年度英国皇家航空学会团队金奖

嫦娥四号工程 2020年国家科学技术进步奖特等奖

任务意义

嫦娥四号任务的立项实施是党中央对发展航天事业、建设航天强国作出的重大决策，是落实总书记“推动空间科学、空间技术、空间应用全面发展”指示精神的具体行动，是备受世界瞩目的中国航天重大工程，是航天领域开放合作的示范工程，是月球探测领域承上启下的标志性工程，具有重大政治意义和现实意义。（时任国家国防科技工业局副局长张克俭评）

嫦娥四号任务的圆满成功，在人类历史上首次实现了航天器在月球背面软着陆和巡视勘察，首次实现了地球与月球背面的测控通信，在月球背面留下了中国探月的第一行足迹，揭开了古老月背的神秘面纱，开启了人类探索宇宙奥秘的新篇章。（中华人民共和国中央人民政府评）