月球背面（月球背面到底有什么）

月球的背面是什么，和正面是一样的吗？

从古至今，月球的背面一直是我们看不见的地方。1959年10月7日，前苏联的太空船月球3号传回第一张月球背面的照片，人类有史以来第一次见到了月亮背面的样子。随后的探测器不断更新月球背面图片，使得月球背面不再陌生。月球背面不像正面那样有许多的月海，而是有非常多的陨石坑，这可能是为了保卫地球。

月球的背面（月亮的古老黑暗面——这里的“黑暗”指的是不被地球所见，而不是未被照亮）是月球的另一个半球，它总是背离地球。月球背面的地形崎岖不平，有许多撞击坑和相对较少的月海平面。它拥有太阳系中最大的陨石坑之一 - 南极 - 艾托肯盆地。月亮的正面和背面会先后经历两周的阳光照射和两周的夜晚; 月球的背面被称为“月亮的黑暗面”，意思是从地球上看不见，而不是缺乏太阳光照射。

由于天平动，大约18％的月球背面可以从地球上看到。剩下的82％直到1959年才被观测到，当时苏联的月球3号太空探测器拍摄到了它。苏联科学院于1960年出版了第一张月球背面的地图集。1968年，阿波罗8号任务的宇航员是第一批在月球轨道上直接观察到该地区的人类。到目前为止，还没有人踏上月球背面。

天文学家建议在月球的背面安装一个大型射电望远镜，这样月球就可以屏蔽来自地球的无线电干扰。

为什么背面一直看不见？

来自地球的潮汐力减慢了月球自转的速度，使得月球的同一面总是面对着地球，这种现象叫做潮汐锁定。然而在地球上，月球另一面的大部分我们都不可以看见。由于天平动的缘故，我们看见的月球正面大约有59%。

因为背面看不见，所以有时候人们也会称背面为“月亮的黑暗面”。这里的黑暗面不是指太阳光永远照射不到，主要是由于潮汐锁定以及月球为实体，所以黑暗面看不见的意思。实际上，如果地球、月球、太阳三者几乎成一条直线时，黑暗面就完全在太阳光的照射中。

背面与正面的差异

月球的两个半球有着截然不同的外观结构，月球正面覆盖着许多个宽广的月海（拉丁语为“海洋”，因为古代天文学家错误地认为这些平原是月球的海洋）。然而月球背面有一些古老而密集的坑洼（撞击坑），几乎没有月海的特征。背面只有1%的表面被月海所覆盖，而在正面有31.2%。这种差异最贴切的解释是热量的生成集中在月球正面的半球上，如已被证实的来自月球勘探者的γ射线光谱地质化学图。

还有人提出，两个面之间的差异可能是由于与较小的伴星相撞而引起的，这个伴星也起源于忒伊亚碰撞事件。在这个模型中，撞击导致了一个增生堆而不是陨石坑，造成了半球范围的层和厚度可能与背面高地的大小一致。

月球背面有更明显的陨石坑。有人认为这是由于月球熔岩流造成的，它们覆盖和遮蔽了陨石坑，而不是来自地球的屏蔽作用。根据NASA的计算，从月球上看，地球在41000平方度的天空中只遮蔽了大约4平方度。这使得地球作为月球的“盾牌”可以忽略不计......月球的每一面都可能受到相同数量的撞击，但是熔岩的重铺使得正面可见的陨石坑数量远远少于背面，尽管两面都受到了相同数量的撞击。

最新的研究表明，月球面向地球的一面撞击坑较少的原因可能是月球形成时来自地球的热量造成的。月球地壳主要由铝和钙凝结并与地幔中的硅酸盐结合形成的斜长石组成的。较冷的背面会较快地凝结这些元素，因此会形成较厚的外壳;流星体撞击正面有时会穿透这里较薄的地壳，并释放出玄武岩熔岩，从而形成月海，但在背面这样的事件很少发生。

人类探测器拜访背面

直到20世纪50年代后期，人们对月球的背面依旧知之甚少。月球的天平动允许我们看见了月球背面的小部分景象。然而，这也只是低角度的观察而已。背面剩余的82％的表面仍然是未知的，其特征一直有很多的猜测。

通过天平动我们可以看到背面特征的一个例子是东方海，它是一个横跨近1000公里（600英里）的显著的冲击盆地，然而直到1906年，这个特征才被德国天文学家尤利乌斯·海因里希·弗朗茨给予命名。盆地的真实性质是在20世纪60年代被发现的。该盆地在1967年被月球轨道飞行器4号拍摄到。

在太空探索开始之前，天文学家并没有预料到背面居然会与地球可见的一面不同。1959年10月7日，苏联探测器月球3号拍摄了月球背面的第一张照片，其中东方海是解析出的18个地形特征之一，覆盖了三分之一从地球上看不见的表面。通过对这些图像进行分析，1960年11月6日，苏联科学院出版了月球背面的第一张地图集。它包括了500个景观特征的目录。一年之后，前苏联以月球3号探测数据为基础，制做了第一个月球仪（比例为1:13 600 000），其中也包括了地球上不可见的月球背面的特征。1965年7月20日，前苏联的另一个探测器“Zond 3”传回了 25张质量非常好的月球背面照片，分辨率比月球3号高得多。特别的是，还发现了数百公里长的陨石坑链，但是出乎意料的没有发现肉眼可见的像地球那样的平原。1967年，“月球背面地图集”的第二部分在莫斯科出版，根据Zond 3的数据，目录新增加了包括4000个新发现的月球背面景观特征。同年，苏联发布了第一幅“月球完整地图”（1:500000比例尺）和更新的完整版本月球仪（1:100000比例尺），呈现了95%的月球表面。

因为侵袭月球正面的太阳风受到地球的遮蔽，所以估计月球背面的月海会有月球表面最高的氦-3浓度。相对而言，这种同位素在地球上是非常罕见的，但是在核聚变的反应堆中是很好的燃料。这种物质的存在给了主张在月球建立基地的支持者一个很好的理由。

人类第一张月亮背面的黑白照片，由月球3号于1959年10月7日拍摄。图片来自：OKB-1

（图左：传回地球的第一张月球背面影像，左边的暗色区域分别为危海、史密斯海、界海，下方为南海，右上为莫斯科海。图右：月球勘测轨道器拍摄的月球背面。来源：）

月球背面的彩色照片.图片来自：NASA/GSFC/Arizona State University

月球的背面是什么?

月球背面是月陆高地、月海平原、环形山。

月球背面竟然相当崎岖不平，绝大多数是小陨石坑和山脉，只有很少的熔岩海，此种差异性，科学家无法作答，照理论而言，月球是太空中自然星体，不管哪一面受到太空中的陨石撞击的概率应该相同。

月球背面的特点

在月球背面是一种长波无线电最干净的环境，因为我们在地球和月球正面上有一段无线电是绝对收不到的，包括太阳的某一部分爆发，包括宇宙的各种信息等。

我们地球有一个电离层，全部干扰来自地球之外的长波无线电信息都测不到，月球正面也被地球的电离层干扰，也测不到。最好的选择就在月球背面，它非常干净，所有的杂音都被月球正面挡住了，所以它是一个最好的环境，是科学家梦寐以求的地方，它可以清晰地收到来自宇宙早期的很多信息。

月球背面是什么呢？

月球背面是月球永远背对地球的那一面。月球背面的第一张影像由前苏联的月球3号太空船在1959年拍摄，而人类直到1968年的阿波罗8号任务环绕月球时，才直接用眼睛看见月球背面。月球背面的地形主要为一大堆起伏不平的撞击坑，如太阳系第二大的撞击坑，南极的南极-艾特肯盆地，而平坦的月海则相对较少。在月球背面，来自地球的电波干扰会被遮蔽，因而有学者建议在月球背面安置一架大功率电波望远镜。

2020年2月26日，中国“玉兔二号”首次揭示月背地下40米地质分层结构。

背面之谜

在没有太空探测器的年代，月球背面一直是神秘的未知世界。由于潮汐锁定，月球绕地球公转与自转的周期相同，因而地球上看到的月亮“景色”总是一样的。直到大约60年前，前苏联的月球3号探测器传回了第一张月球背面的影像。大约50年前，美国阿波罗8号的3位宇航员在环月飞行时，成为最先亲眼看见月球背面的人类。

越来越多去往月球的探测器让人们发现，原来月球背面和正面如此不同：正面相对平坦，而背面崎岖不平、遍布坑坑洼洼的撞击坑。无论是物质成分、形貌构造还是岩石年龄，正面和背面都有很大差异。比如，从成分上看，月球正面约60%都被月海玄武岩覆盖，而背面几乎都是高地斜长岩。月球上有22个月海，19个分布在正面，只有3个很小的月海在背面。此外，月球背面的月壳比正面厚，最厚处达150公里，而正面月壳厚度只有约60公里。

月球背面到底有什么不可告人的秘密？

谣言：

美国一直没有公开月球背面的照片，这是美国人的阴谋，因为美国人在月球背面发现了外星人，想隐瞒这个秘密。

辟谣：

在地-月系统长期的演化过程中，地球和月球之间的潮汐力使月球的自转逐渐减缓，最终导致月球被地球潮汐锁定，此后月球总是以同一面朝向地球。从地球上始终不能完全看见月球的另一面，被称为月球背面。直到上世纪50年代晚期，人类对月球背面的认识依然很少。由于人们对于月球背面强烈的好奇心，就有了各种关于月球背面的奇思妙想。其中有一种想法是“先进的外星人在月球背面建立了基地，用来监视地球”。

1959年，人类终于获得了第一幅月球背面影像，揭开了月球背面的神秘面纱。但获得这第一幅影像的并不是美国而是苏联。1959年10月7日，苏联发射的月球3号探测器飞越月球，传回了第一张月球背面影像（见图1）。这幅影像虽然模糊，但依然可以看出月球背面以灰色调为主，很是荒芜，并没有看到外星人，更别说建立的基地。

图1 月球3号传回的第一张月球背面影像，图片来自网络

自月球3号之后近60年的时间里，美国、苏联、日本、中国和印度等国家又开展了110多次的月球探测活动，成功或部分成功的有近70次，其中有14次探月任务（见表1）都成功获取到过月球背面的影像数据。

表1获取过月球背面影像数据的探测任务列表

图2 月球轨道器0~5号探测器轨道和所拍摄的月球正面(左)及背面(右)覆盖范围，图片来自网络

进入二十一世纪，随着探测技术和手段的不断进步与发展，更多更先进的月球探测器飞往了月球，获取了更多更清晰更全面的月球背面的数据。1994年美国发射的克莱门汀号环月轨道探测任务，获取了覆盖整个月球表面范围为95%的多波段影像数据，图像分辨率为100m（图3）；2007年日本实施了月亮女神号月球探测任务，利用向前与向后的两个摄影机，拍摄月球表面的照片，获取了覆盖整个月球表面范围为92.4%分辨率约为10米的影像数据；2007年中国的嫦娥一号、2009年美国的月球勘测轨道飞行器和2010年中国的嫦娥二号都实现了100%全月覆盖范围的影像数据，制作的全月影像图最高分辨率分别为120m、100m和7m,这些数据均对公众开放可从各国数据网站上下载获取，所有获取到的这些高精度分辨率影像都更加确认了月球背面没有外星人，也没有任何生物的存在。

图3 克莱门汀号（Clementine）获取的月球正面（左上）、月球背面（右上）、月球北极（左下）和月球南极（右下）的影像图，图片来自网络

特别是2019年1月3日嫦娥四号着陆器成功降落在月球背面的冯卡门坑内，这是中国也是国际首个开展月球背面软着陆和巡视勘察的探测器，嫦娥四号着陆器携带的地形地貌相机和玉兔二号月球车携带的全景相机获取到了月球背面月表丰富的影像数据（图4-5），极大丰富了人类对月球背面月表地形地貌及地质特征的了解与认知，从这些获取到的详实数据与信息中依然没有发现有外星人或其他生物。

图4 嫦娥四号地形地貌相机和全景相机拍摄到的月球背面月表影像图，图片来源Nature Geoscience 12,APRIL 2019,222-223

图5 嫦娥四号着陆器地形地貌相机获取的月球背面环拍全景图，图片由探月工程地面应用系统制作并提供

辟谣专家： 左维 中国科学院国家天文台 研究员

复核专家：武向平 中国科学院国家天文台 中国科学院院士 研究员

出品人：科普中国-科学辟谣