月球为什么有一面背对着地球

人类在地球上永远只能看到月球的正面(左)和背面(右)(图片来自NASA)

月球正面和背面的对比。正面平坦，以月亮和大海居多，背面较亮，以月亮和陆地居多。撞击坑的分布密度比正面高，地形更崎岖(YC)

由于潮汐锁定，月球自转周期与公转周期相同，使得月球始终以同一张脸对着地球。人们在地球上观察月亮。天秤座的运动使得月球表面的边缘区域可以被观察到。此外，月球背面的大部分区域是无法观测到的。

因此，对月球背面的观测只能通过空间技术来实现。1965年7月18日，苏联发射了嫦娥三号探测器。发射33小时后，探测器从距离月球9219公里的高度拍摄了月球表面，并发送回地面，获得了第一张月球背面照片。因为当时没有先进的数码技术，拍出来的照片并不清晰，但这是人类第一次拍摄月球背面的照片。赫鲁晓夫向时任美国总统炫耀这张照片的时候，这个探索任务也成了炫耀大国技术实力的工具。虽然这次任务获得的信息和细节还不能和后来的绕月飞船相比，但却具有重大的科学意义。

相比月球正面丰富的地形(月海、山脉、环形山等。)，月球背面地形略显单调。它几乎没有大的月海，却布满了大大小小的陨石坑。一些天文学家推测，这些陨石坑是过去数十亿年间陨石撞击月球造成的，在一定程度上保护了地球的安全。

对月球背面的探索意义重大。也许在未来，人类不会仅仅满足于探索月球或者短暂停留，而是会建立长期的科考站。那么，月球居住区域的选择将是至关重要的。

长期常驻科考站选址过程中最重要的一个考虑因素是该地区能够为科考站提供能源。月夜持续14天，天寒地冻。在这样的条件下为科考站提供能源是一项非常艰巨的任务。目前认为最合适的技术途径是利用核反应堆提供能源，但将核反应堆运送到月球也是极其困难和冒险的。但是，也很难简单地用“太阳能+电池”的方法来提供能量。

对月球背面的探索，给了我们另一种可供选择的技术途径。在月球背面的极地，有些区域处于永久光照区，有些区域处于永久阴影区。在永久光照的区域建立科考站，持续的太阳能可以提供充足的能量，科考站的热控设计也比较简单。在永久阴影区，剩余的水冰可以解决宇航员的饮水问题，也可以作为登月舱往返所需的推进剂。

这些关于月球科考站的假设前提是人类能够对月球背面有更详细更全面的了解。目前，人类已经通过月球轨道器对月球背面进行了广泛而深入的勘测，但仍缺乏像月球正面那样细致的表面勘测手段。

苏联和美国都选择了月球海域进行第一次月球表面软着陆，因为月球海域有宽阔平坦的区域可供着陆，技术难度相对较低。然而，在有陨石坑的月球背面着陆是一项非常困难的任务。此外，探测器还能在月球正面获得近乎实时的测控支持。在月球背面，需要强有力的中继测控支持，实现探测器与地面的数据链。即便如此，这也对探测器的自主性提出了更高的要求。虽然这么难，但实现月球背面软着陆仍然具有深远的科学意义。这样就可以建立更加完善的探月体系，为人类将来在月球上建立科考站打下坚实的基础。