自古以来，人们一直对月亮充满着美好的想象。从嫦娥奔月到吴刚伐桂，各种关于月亮的传说家喻户晓。
古人用月亮烘托情思，写出很多脍炙人口的诗句，诸如“海上生明月，天涯共此时”“举头望明月，低头思故乡”等等，在中国的古老文化中，月亮已成为团圆与思乡的代名词。
然而，近百年来，随着望远镜的发明，当人们更加清晰地看见月亮后，才发现月亮表面原来是一片坑坑洼洼的不毛之地。
这样一来，反而激发了人们对月球探索的好奇心，其中有一个现象尤其引起科学家的注意。
我们现在知道，由于月球的自转周期与月球绕地球的公转周期刚好相同，当大家举头望明月之时，总是只能看到月球的正面。
那么月球背面究竟是什么样的呢？
1959年10月4日发射的月球3号探测器，则第一次观察到月球神秘的背面，并拍摄到月球背面约70%的面积。
人类首张月背照片
时间回到60多年前，苏联的“月球2号”探测器刚刚实现人类首次月面撞击。为了彰显航天实力，也为了窥探月球背面的奥秘，给月球背面拍照，被视为下一步的首要任务。
1959年10月4日，苏联发射了月球3号探测器，它的主要任务是揭开月球背面的神秘面纱。因此，苏联对月球3号的发射时间和飞行轨道作了精心安排，它没有直接快速飞向月球，而是在经过较长时间的飞行后缓慢地绕到月球背面，在距离月球6200千米处经过。当它绕过月球背面时，太阳恰好在月球3号后面，照亮远离地球一侧的月面，使月球3号可以拍摄人类不曾见到的月球背面图片。
月球3号设计十分巧妙。圆柱形的外形，首次携带了两台焦距不同的照相机，使用了太阳能电池，并采用气体喷嘴控制姿态。在通过月球背面的40分钟内，两个光学相机拍摄了29张照片。其中17张照相底片在飞行途中完成自动冲印，然后通过电视扫描转换成电视信号，再通过无线通讯装置传送回地面。尽管最后得到的照片分辨率很低，而且只覆盖了月球背面70%的区域，但却记录了人类对月球背面的第一次观察，展现了人类以前从未看到过的景象。
如何将月球背面的倩影传回？
很多人都会疑惑，渴望已久的照片已经拍到，那么拍完照片怎么传回？苏联的专家团队利用当时最先进的晶体管设备，研制了一套图像传输系统。
大概流程就是，当“月球3号”拍完照片后，探测器会对相机底片进行自动冲印。图像传输系统对冲印后的照片进行电视扫描，并转换成为无线信号，最后传回苏联的地面接收站。
最后，“月球3号”不负众望，拍下了并传回了月球背面首张照片。
其实，探测器的飞行轨道也经过了精心安排。
“月球3号”的发射地在拜科努尔火箭发射场，位于哈萨克斯坦中部沙漠地区，曾经是世界最先进的航天基地。
历史上，这里创造过多个第一，比如1957年发射的第一颗人造地球卫星，1961年第一艘载人飞船，以及人类首次探索月球的系列“月球”探测器，都是从这里起飞。
1959年10月，“月球3号”从拜科努尔发射场成功升空之后，并没有直接飞到环月轨道，而是经过一段较长的轨道飞往月球，为什么要这样？
其实就是等待太阳光。
没有阳光，月背漆黑一片，胶片相机无法拍到任何图像。而当时的探测器能力也不够，无法像现在的探测器那样，一直绕着月亮飞，可以长时间等待拍照。
这样，就必须对“月球3号”的飞行轨道进行特殊设计，选择合适的时机。
我们知道，当农历新月的时候，月球背面会正对太阳，此时整个月球背面会被照亮。我国嫦娥四号也是考虑到月球背面的照亮期，选择在月球背面的“白天”着陆。
玉兔的工作模式也是月昼利用太阳能工作，月夜休息。
事实上，经过苏联专家的安排，“月球3号”沿着一条较长的地月轨道，经过几天的飞行后，慢慢绕到月球背面。
当“月球3号”从距离月背表面6万多公里的高度经过时，阳光刚好照亮了月球背面，让“月球3号”有机会可以为月背拍照。
在接下去的40多分钟内，“月球3号”抓住宝贵的时机，连续抓拍了近30张照片，虽然分辨率很低，却覆盖了月背70%的面积，首次揭开了月球背面神秘的面纱。
漫漫探月路
“月球3号”拍摄的部分照片一经公开，便轰动了全世界。
“月球3号”传回的月背照片展示出，月球背后的地形主要是丘陵、高山，有两个较大面积的平原，即“月海”，照片上颜色较暗的区域。
也因为是人类首次拍摄，苏联抢先为月背两个较大的月海命名，分别为“莫斯科海”和“梦海”。
苏联成功拍摄月背照片后，一定程度上促进了人类探索月球的进度。此后，美国也开始不断发射月球探测器，到了1966年，美国月球探测器成功拍摄到月背。
不过，一直到嫦娥四号着陆月背之前，尽管不断有探测器拍摄月背，照片质量也越来越清晰，但始终没有探测器在月背着陆。其中最大的难点，就是月背的通信问题。
因为月球始终只有一面朝向地球，而月球本身又是天然的无线通信屏障，当航天器到达月背之后，如果没有合适方法解决通信问题，地面控制台将无法控制航天器。
这个问题一直持续到嫦娥四号中继星，俗称“鹊桥”的通信卫星出现。
2018年5月，长征四号丙运载火箭将“鹊桥”发射升空，并成功到达地月的拉格朗日L2点附近。在这个位置，“鹊桥”可以同时与月背、地球进行通信，从而间接实现地球与月背之间的通信。
正所谓“一桥飞架南北，天堑变通途”，率先发射的“鹊桥”为此后的嫦娥四号月背着陆扫平了障碍。
中国航天五院提供嫦娥四号、玉兔二号图片
来源：光明网、中国探月网、中国航天科普、真探008
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