嫦娥四號已成功發射，嫦娥四號和嫦娥三號有何不同？
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根據官方報道，嫦娥四號原是為嫦娥三號準備的備份星。從新聞報道圖片來看，兩者在外形上似乎長得一樣，那麼即將發射的嫦娥四號會是嫦娥三號的複製品嗎？月球車也和玉兔號一樣嗎？
作為嫦娥3號的備份機，嫦娥4號不管是外形還是攜帶的科學儀器都很大程度上繼承了嫦娥3號，兩者都由一臺著陸器和一臺巡視器（月球車）組成，乍一看簡直傻傻分不清楚。
不過，如果知道它們實際的探測目標有什麼區別，由此帶來的科學儀器選擇產生了什麼樣的變化，就很好分辨啦！
1、探測區域不同
這個大家這幾天都看了很多了，我就不多說了，簡而言之就是：
嫦娥3去的月球正面，嫦娥4去的月球背面。
因為背面無法直接通訊，所以為嫦娥4號專門發射了一枚通訊中繼衛星鵲橋，這個大家也都知道了。
2、探測目標不同
探測區域變了，探測目標也就隨之發生了變化。這叫因地制宜。
雖然月球背面有著著陸難度更大、無法直接通訊等技術上的難題，但困難的另一面也是機遇。
由於沒有地球大氣層的幹擾，月球背面有著得天獨厚的低頻射電觀測環境（具體的優勢體現在哪裡詳見：劉博洋：如何評價嫦娥四號成功發射，有什麼重要意義？），本次嫦娥4號當然也要充分利用月球背面的觀測優勢。
因此，嫦娥四號的著陸器攜帶了低頻射電頻譜儀（LFS），它一方面將充分利用月球背面無幹擾的低頻射電天文環境，填補0.1~40 MHz範圍內的射電觀測空白；另一方面還會與鵲橋中繼衛星上攜帶的我國與荷蘭合作研發的低頻射電探測儀（NCLE）協同觀測，互為驗證和補充。
這既是此次任務的新嘗試，也是中國與其他國家合作探測、共享數據的重要里程碑。
3根5米長的低頻射電頻譜儀天線是嫦娥4號著陸器與嫦娥3號外形上最顯著的區別▼
事實上，嫦娥3號和嫦娥4號都各自攜帶了8個科學儀器，嫦娥4號所替換的儀器都是根據實際探測目標和探測環境的變化對攜帶的科學儀器做出的新調整。
嫦娥4號在嫦娥3號的基礎上保留下來的儀器們主要用於拍攝著陸過程和著陸區附近的照片（著陸相機、地形地貌相機、全景相機）、探測月球車沿途的礦物成分（紅外成像光譜儀）和淺表層結構（測月雷達），也就是說，這部分內容是正面也做，背面也一樣做的。
而替換的新儀器們（低頻射電頻譜儀、月表中子及輻射劑量探測器、中性原子探測器）則側重於利用月球背面得天獨厚的天文環境，或者是極區的特殊觀測需求進行探索性觀測。
嫦娥4號月球車因為不再攜帶粒子激發X射線譜儀，所以也就不需要機器臂了▼
此外，為了驗證動植物在月面太陽自然光照和低重力條件下的生長狀況，本次嫦娥4號任務還將首次嘗試建立月面微型生態系統，它將攜帶馬鈴薯種子、擬南芥種子、家蠶卵及相關設備。這個載荷不屬於嫦娥4號本次的科學目標範疇，屬於科普載荷。
3、著陸方案的不同
前面說的是外形上的不同，接下來說說「看不見」的「軟變化」。
依然是由於嫦娥4號的探測區域發生了調整，導致著陸方案也要隨之作出相應的調整。
月球的正面多月海，這些區域寬闊而平坦，也就是說即使自主著陸沒那麼準確，偏了那麼一點兩點的，最起碼不至於從平地跑去了崎嶇坎坷的山地，後者的著陸危險可就大多了。
但背面就不同了，背面多是崎嶇不平的山地，為著陸挑選的平臺區域都是很小一塊，這意味著一旦落不準，就有可能跌入危險的地方。事實上，各國的許多著陸任務都折戟於這個原因。
因此，嫦娥4號的著陸方案相比於嫦娥3號會有很大的優化，例如增強著陸期間測距的敏感性，調整變軌時機、優化避障演算法等等，總之會更加謹慎地應對月球背面的情況，力求精準落在安全的平坦區域，降低著陸過程和著陸後月球車在月面工作的風險。
4、「補給」方案的不同
again，還是由於嫦娥4號探測區域的變化。
嫦娥4號計劃著陸在崎嶇的極區，這意味著嫦娥4號相比於3號更難以獲得光照，或者說，嫦娥4號的觀測環境，尤其是夜間環境會更冷。
為了不讓探測器因為失溫而壞掉，嫦娥4號必須更注意保溫。
同時，嫦娥3號的探測策略是隻在月球的白天觀測，夜間就把儀器都收進去，縮起來休息，期間只用同位素熱源（RHU）維持溫度，而嫦娥4號不想浪費寶貴的夜間時光，它希望在月球的夜間也能工作。
總之，嫦娥4號需要比嫦娥3號更強大的保溫和夜間供電系統。所以本次嫦娥4號在太陽能板的同時還攜帶了同位素溫溫差發電器（RTG）（就是好奇號火星車上那種核電池），在夜間也能提供不小於2.5W的能量，而且還能為艙內供熱[4]。
總結一下：
嫦娥4號雖然是3號的備份機，但根據實際觀測環境和觀測目標的變化，在軟硬體方面都做出了相關適應新調整。
參考
[1] 「月面微型生態圈」將隨嫦娥四號登陸月球種土豆_科技_環球網
[2] 科普載荷「月面微型生態圈」明年升空 將在月球上開花
[3] 李飛，張熇，吳學英，等. 月球背面地形對軟著陸探測的影響分析[J]. 深空探測學報，2017，
4（2）：143-149.
[4] 吳偉仁, 王瓊, 唐玉華, 於國斌, 劉繼忠, 張瑋等. (2017). "嫦娥4號"月球背面軟著陸任務設計. 深空探測學報, 4(2), 111-117.
先說一下備份星吧，所謂備份星是指在先導星工作失效的情況下，接替先導星工作的衛星。在嫦娥系列衛星中，嫦娥一號、三號、五號這幾個奇數命名的探測器是正星，偶數則為正星的備份星。也就是說：
1、嫦娥二號是嫦娥一號的備份。
2、嫦娥四號是嫦娥三號的備份。
3、嫦娥六號是嫦娥五號的備份。
由於前期任務準備充分、結果圓滿，這些備份星經過適應性改進可以為後續任務進行更加深入的研究，這樣節省了資金、提高了效率還能獲得滿意的成果。
嫦娥四號其實是嫦娥三號的備份星，而由於嫦娥三號任務圓滿完成，嫦娥四號進行了適應性改裝，目標變為實現人類探測器在月球背面首次軟著陸。
（圖片來源：@航天面面觀）
具體來講，嫦娥四號探測器由著陸器、巡視器和中繼星組成。
為嫦娥四號著陸器、巡視器登陸月球背面架設通信橋樑的「鵲橋」號中繼星已經於2018年5月21日成功發射，順利進入使命軌道運行。
嫦娥四號要去月球背面，所以任務工程目標、科學探測目標、有效載荷、著陸環境、通信方式都和嫦娥三號有一定不同。
嫦娥四號任務的工程目標，一是研製發射月球中繼通信衛星，實現國際首次地月拉格朗日L2點的測控及中繼通信；二是研製發射月球著陸器和巡視器，實現國際首次月球背面軟著陸和巡視探測。
嫦娥四號任務的科學目標是進行月基低頻射點天文觀測與研究；開展月球背面巡視區地形地貌和礦物組分探測與研究；實施月球背面巡視區淺層結構探測與研究。
再來說說有效載荷。
與嫦娥三號類似，嫦娥四號的著陸器上仍裝有降落相機、地形地貌相機；巡視器上的全景相機、測月雷達、紅外成像光譜儀都被保留；新增載荷則包括，著陸器上，有德國基爾大學的月球中子及輻射劑量探測儀；還有低頻射電頻譜儀；巡視器上，增加了和瑞典合作的中性原子探測儀；同時也去掉了一些載荷，包括著陸器上的月基光學望遠鏡、極紫外相機、巡視器上的粒子激發X射線譜儀（也就是說取消了機械臂）。
（圖片來源：新華社）
咦？嫦娥四號著陸器上面咋有三根大天線？這就是上面提到的「低頻射電頻譜儀」，由中科院相關單位研製。月球背面是天文界公認的觀測低頻射電天文的最佳場所。在月球背面布設低頻天線開展0.1-40MHz的低頻射電天文觀測，將進一步開創天文觀測的新領域，將有機會發現宇宙天體演化中的新現象、新規律。
預計在2019年3月左右，嫦娥四號將釋放3根5米長的接收天線，每根天線都與其他天線成直角。在月球背面開展低頻射電探測。
嫦娥四號巡視器（月球車）模型。基本繼承了「玉兔號」的外形和狀態，呈長方形盒狀，總重量約140公斤，長1.5米，寬1米，高1.1米。
除了國際合作載荷外，值得一提的是，國內高校也加入了載荷研製隊伍。2016年9月20日，為期近10個月的「月球探測載荷創意設計徵集活動」在北京落下帷幕。來自中科院地質與地球物理所和西安光機所團隊設計的「CCD圖像感測器月塵探測儀」、浙江大學團隊設計的「月衛立方星」、重慶大學團隊設計的「月球衛星循環生態系統」等三項創意設計獲得一等獎。
此次將登陸月球背面的就是其中的一個創意設計，由教育部深空探測中心牽頭、依託重慶大學聯合28所大學研發的生物科普試驗載荷將一個小型生物圈送上月球，開展相關科學研究。這次實驗雖然需要克服諸多困難，但意義深遠，它將成為人類首次月面生物實驗，對人類未來在地外星球生存具有重大意義。
科普載荷「月面微型生態圈」初樣件。（圖片來源：重慶大學）
「月面微型生態圈」是一個由特殊鋁合金材料製成的圓柱形「罐子」，高18釐米，直徑16釐米，凈容積約0.8升，總重量3公斤。小「罐子」裏乾坤大，裡面將放置馬鈴薯種子、擬南芥種子、蠶卵、土壤、水、空氣以及照相機和信息傳輸系統等科研設備。
此次月面生物實驗的目標是在月球表面實現動植物的一個生命週期。根據100天的實驗期限，科學家選定了馬鈴薯、擬南芥和蠶。這兩種植物將生根發芽，開出月球表面第一朵花。同時，馬鈴薯還可作為人類太空生存食物來源，其實驗價值更加重大。蠶卵則將在生態圈中完成蟲卵孵化、幼蟲生長發育和破繭成蝶的完整生命週期。
再過幾個月，月球將迎來綠色、迎來希望！期待開出月球表面第一朵花！
著陸過程驚心動魄 難度不小！
按計劃，嫦娥四號探測器後續將經歷地月轉移、近月制動、環月飛行，最終實現人類首次月球背面軟著陸。這一過程大概需要26天的時間，據此推算，著陸日期預計在2019年1月3日左右。
在環月圓軌道運行期間，擇機實施軌道機動，進入100km×15km的橢圓軌道，並擇機在近月點實施動力下降。整個動力下降過程分為6個階段：主減速段、快速調整段、接近段、懸停段、避障段、緩速下降段。
嫦娥三號、嫦娥四號動力下降過程對比圖。（圖片來源：《深空探測學報》）
嫦娥四號著陸區為月球背面，相對嫦娥三號著陸區地形起伏程度明顯增加，為了不撞到峭壁，將採取近乎垂直的著陸方式。嫦娥四號落月難度要比嫦娥三號大！ 嫦娥四號落月是一場硬仗！ 難度不小！
通俗的講，嫦娥三號相當於在華北平原著陸，嫦娥四號則相當於在崇山峻嶺的雲貴川地區著陸。
（圖片來源：中國航天科技集團）
著陸器、巡視器組合體在著陸時，今年5月份發射升空並進入使命軌道的「鵲橋號」中繼星就要大顯身手了，它將與地面建立上下行通信鏈路，將拍攝的月面圖像傳回地球。
探測器、地球、月球之間架起了一座通信的「橋樑」，鵲橋號，期待你的精彩表現哦！
為避免出現「玉兔號」月球車故障，月球車升級！
著陸器巡視器組合體落月後，巡視器，也就是月球車將通過轉移機構駛離著陸器到達月球表面。
2013年12月，玉兔號月球車行駛到月面後，它的一舉一動都牽動著38萬公里外那個藍色星球上人們的心，
2014年初，玉兔號在進入第二個月夜之前，就出現了故障，故障始終未能排除，導致玉兔號月球車不能繼續行進。
玉兔號月球車最終在月球上只累積行駛了約114.8m。（圖片來源：中國探月工程網站）
從上圖中可以看到，規劃好的路徑無法實現行駛探測了。非常遺憾！按原計劃，玉兔號月球車將在月球表面行駛10公里。
嫦娥四號月球車。（圖片來源：互聯網）
在溫差達300攝氏度的月球表面，裸露在外的電纜極易出現故障，如今科研人員吸取這一教訓，對電纜進行了最小化的裸露改進，還針對鉤掛、摩擦等應用場景做了上千次試驗，提升了月球車整體可靠性。據瞭解，嫦娥三號著陸器和月球車設計壽命分別為1年和3個月，但實際上著陸器目前仍在運行，如今的嫦娥四號月球車設計壽命也是3個月，運行時間預計將比玉兔號更長。
嫦娥三號月球車「玉兔號」在月面累積行駛了114.8米遺憾告終，嫦娥四號月球車將會行駛多遠呢？拭目以待吧！
嫦娥四號月球車加油啊！向榜樣學習！
本來是一個備份，具體搭載儀器不清楚，好像有國際合作儀器。但是四號最精彩的是要著陸月球背面aitken盆地，可以說全世界的科學家都在翹首以待，因為這個地方一直是個謎，包括年代和具體成分等等，希望四號能夠返回好的數據，但不管怎樣，只要成功返回了數據，nature science文章是跑不了的。作為一個搞月球遙感的，聽到四號要發的消息真的是開心到要飛起！
這次嫦娥四號的任務非同一般，她將挑戰從未有過的月球背面軟著陸的實踐，如果可以成功，嫦娥四號將開創這個世界的先河，是一項非常有意義的挑戰，祝願嫦娥四號得勝歸來。
嫦娥四號本是嫦娥三號的備份星，由於三號的完美表現，備份星也就失去了意義。但是有人提議去月球背面探測，經過同意後，嫦娥四號經過改造，以於2019年年底成功發射！
四號去的是月球背面
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