如果要列举2024年的航天大事件，那么我相信嫦娥六号月背采样肯定是榜上有名的。因为它是人类历史上首次在月球背面进行采样的探月工程，而在这之前，人类共对月球进行了 10 次采样，都位于月球的正面，所以从某种意义上来说，在嫦娥六号探访月球背面之前，人类可能只认知了半个月球。那么问题来了，月球为什么有正面和背面之分呢？月球的背面都有哪些秘密？而嫦娥六号为什么要选择在月球背面进行采样呢？

一、月球为什么有正面和背面之分？在地球上为什么只能看见月球正面？

“人生代代无穷已，江月年年只相似。” 我国古人很早就认识到了只能看到月球一面这个事实。要理解月球为什么永远只有一面朝向地球，我们首先需要了解月球的自转特性。在天文学中，当一个天体围绕另一个天体旋转得时候，如果它自转周期与公转周期完全相等，那么该天体就会相对于中心天体保持同一面朝向，这种现象就是我们所说的“潮汐锁定”。而对于月球而言，它正是以这种方式被地球“锁定”的。月球的自转周期约为27.3天，这与它绕地球公转的周期几乎完全相同的。因此，无论月球如何在其轨道上移动，地球上的观测者始终只能看到月球的一面，所以人们就把这一面当成了月球的正面。

我们可以做一个小实验，直观地感受一下。假设这个相机是地球，这个模型是月球，而这根横杆可以把它看成地月之间的“潮汐锁定”，所以无论怎么转，我们通过相机镜头只能看到月球的一面。从人类诞生的几十万年里，都只能看到月球的这一面。

直到人类进入了航天时代，月球背面的一些细节才逐渐公之于众。1959 年，苏联的月球三号探测器第一次拍摄到了月球背面的照片，虽然这张照片很模糊，但还是隐约可以看出月球背面和正面有一些不同，而通过之后几十年的探月工程，月球背面的庐山真面目逐渐进入了大众视野，可以看到月球的背面坑坑洼洼，有大量的陨石坑，地形起伏巨大，跟月球正面截然不同。最开始人们很难相信月球的正面和背面是同一个星球，而它正反两面的明显差异，就是我们所说的月球的“二分性”。

二、月球背面和正面为什么截然不同？

目前，关于月球“二分型”的成因，科学界还没有一个确切的定论。

就月球正面和背面的地址结构差异来说，目前最主流的假说就是陨石撞击和地质活动综合导致的。

月球正面大多是低洼的平原，我们称之为“月海”; 而背面基本是密密麻麻的撞击坑，这可能是由于月球早期遭受了多次陨石撞击所致，那么月球正面的陨石坑为什么相对来说少很多呢？

月球正面的月壳厚度为60公里，而背面的月壳厚度超过80公里，这意味着月球正面和背面遭到陨石撞击后，所产生的结果可能是不一样的。首先来看正面，由于正面月壳较为薄弱，所以陨石撞击月球正面后，更容易引发剧烈的地质活动，月壳下方的月蔓经过熔融形成火山岩浆，喷射到月球表面，把一些撞击坑给填平了，就是我们今天所看到的月海了。而同时期的月球背面，如果遭到陨石撞击的话，由于那里的月壳比正面厚20公里，所以火山活动不太可能发生在月球背面。由此带来的直接后果就是，陨石撞击在月球背面只能留下陨石坑和环形山。

三、嫦娥六号为什么选择在月球背面采集样本？

我们知道，在这之前人类前十次月球采样都位于月球正面，不是各国不想在月背采样，而是当时的航天技术并不足以支持航天器在月背进行采集，具体原因主要是在月球背面想要与地球进行通信是非常困难的。而这次的嫦娥六号工程则攻克了这一难题，它通过我们的鹊桥二号中继星来转发与地球之间的通信，在这种情况下，我们肯定会第一时间选择在月背进行采样，这是毫无疑问的，因为月球背面有太多的秘密等待着我们去解开。

此次嫦娥六号的着陆和采样地点，位于月球背面南极—艾特肯盆地地区的阿波罗盆地。根据中科院最新出版的 1:250 万月球地质图可以看到，月球地质年代被划分为 “三宙六纪”。南极—艾特肯盆地形成于月球初步形成固体月壳的时代。根据撞击坑统计定年，南极—艾特肯盆地一带的年龄约为 42 亿年， 南极—艾特肯盆地是太阳系中已知的最大撞击坑之一，被公认为月球上最大、最古老和最深的盆地，可能保存了月球上古老的岩石。

阿波罗环形山位于整个大盆地的东北部，那里的地势起伏非常大，内部还有很多小的撞击坑。与月球其他地方相比，这里几乎是月壳最薄的地方了。综合来看，这个地方的地质一是最古老，二是月壳最薄，所以它独特的地质结构让嫦娥六号最终选择在这里进行月壤采样。这对于研究月球早期的演化有着非常重要的价值，它能更好的揭示月球的地质构造差异和演变过程，甚至也很可能会发现一些新的矿物。

除此之外，就在最近，嫦娥六号采集的月壤公布了首批独立研究成果，首次揭示了月球背面大约28亿年前仍然存在年轻的岩浆活动，这填补了月球玄武岩样品在该时期的记录空白。

我相信，随着对嫦娥六号带回的月壤进行更深入研究，在未来，科学家将对月球的种种谜团给出更精确的答案。对此，我们充满期待。

作者：星众成光

审核：中国科学院国家空间科学中心 研究员 刘勇

出品：中国科协科普部

监制：中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司

来源: 星空计划

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