图丨月球 3 号传回的首张月球照片（来源：Wikipedia）
2010年 12 月 21 日，NASA 的“月球勘测轨道器”还拍摄了一组细节精细程度前所未有的月球背面照片，据此绘制的月背地形图直观地揭示了月球背面的地形。但由于探测器在月球背面无法直接实现与地球的测控通信和数据传输，所以迄今为止还没有宇航员或月球车登上月球的背面。
为了解决这个问题，2018 年 5 月 21 日，连通地月的中继卫星“鹊桥”发射成功，随后于 5 月 25 日，探月工程嫦娥四号任务“鹊桥”中继星成功实施近月制动，进入月球至地月拉格朗日 L2 点的转移轨道。6 月 14 日，探月工程嫦娥四号任务“鹊桥”中继星成功实施轨道捕获控制，进入环绕距月球约 6.5 万公里的地月拉格朗日 L2 点的 Halo 使命轨道，成为世界首颗运行在地月 L2 点 Halo 轨道的卫星。“鹊桥”承担两大任务：一是遥测与遥控航天器，二是负责地球和嫦娥四号之间的信号传输。
图丨中继卫星“鹊桥”（来源：中国探月工程）
此次嫦娥四号软着陆的月球背面南极-艾特肯盆地是一片“处女地”，之前没有任何探测器曾经到访过。而接下来嫦娥四号还会派巡视器去勘探这里的冯·卡门陨石坑。这个直径达 180 公里的陨石坑被认为是月球最古老的撞击特征。这一次勘探会为我们了解月球、地球、太阳系的演化提供第一手数据和线索，也会丰富之后计划发射的“嫦娥五号”数据样本库。
图丨南极-艾特肯盆地（来源：Wikipedia）
除了勘探任务，着陆器此次还会进行第一次月球暗面低频射电天文学实验；开展观察植物是否会在月球低重力环境中生长的调查；有望探测出国际上第一幅月背剖面图；探测月球两极是否存在水资源和其他相应资源等等。
当然，为了能够适应月球背面更为复杂的环境，嫦娥四号也进行了重大的升级，例如，相较于前辈嫦娥三号以弧形轨迹缓慢着陆，嫦娥四号需要采取近乎垂直的降落方式。为此，着陆器具备很高的自主导航和避障功能。
图丨嫦娥四号着陆器（来源：中国探月工程）
嫦娥四号此次还携带了一辆重量仅为 140 公斤的世界上最小的月球车巡视器。与“玉兔号”所不同的是，嫦娥四号月球车在昼夜温差可达 300℃左右的月夜也要开展工作，为了避免裸露在外的电缆出现故障，科研人员在电缆摩擦方面进行了上千次实验。
