作者：思航、南山、譚浩
編輯：Yuki
北京時(shí)間2019年1月21日中午，一場(chǎng)月全食即將在地球上演。來(lái)自中國(guó)的嫦娥三號(hào)也即將迎來(lái)第十次月食的考驗(yàn)。經(jīng)常在地球上圍觀月食的你，有沒(méi)有想過(guò)，月球探測(cè)器眼中的月食會(huì)是怎樣的情景？月食的到來(lái)又會(huì)給月面工作五年的嫦娥三號(hào)，以及剛抵達(dá)月背不久的嫦娥四號(hào)帶來(lái)什么影響呢？
作為人類(lèi)首顆成功軟著陸月球背面的探測(cè)器，嫦娥四號(hào)眼中的月食會(huì)是什么樣？圖片來(lái)源：航天科技集團(tuán)
月上一天，地上一月
大家都知道，月球是地球唯一的天然衛(wèi)星。而在地球上，任何地方和時(shí)刻，我們都只能看到月球的“正臉”（月球一直朝向地球的一面），而不能看到月球的背面。
這是由于月球繞地球公轉(zhuǎn)的周期，和月球自身自轉(zhuǎn)的周期相同（均為27.32天）導(dǎo)致的，在天文學(xué)當(dāng)中，這種現(xiàn)象被稱(chēng)為“潮汐鎖定”。
但是這個(gè)周期是相對(duì)于背景恒星而言的，由于地球還在繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，在這27天中地球繞太陽(yáng)又轉(zhuǎn)了約27度，繼續(xù)把這27度追回來(lái)，共需要29.53天，這就是月相變化的周期（朔望月）。
著陸在月球的探測(cè)器，感受到的就是這樣的日變化規(guī)律，接近15天的白晝，然后是15天的黑夜。
你看到的月食
地球的陰影有時(shí)會(huì)投射到月球表面，形成月食。整個(gè)月食過(guò)程要經(jīng)歷半影食始——初虧——食既——食甚——生光——復(fù)原——半影食終。
2018年1月31日的月全食。圖片來(lái)源：@Steed的圍脖 拍攝
一次典型的月全食開(kāi)始前，正是地球的黃昏滿月時(shí)分。月球會(huì)先進(jìn)入地球的半影，這時(shí)月球亮度幾乎沒(méi)有變化，因?yàn)榇蟛糠株?yáng)光還能夠照到月面，天文學(xué)上將這個(gè)時(shí)刻稱(chēng)為半影食始。
然后，地球的本影開(kāi)始吞噬月球，即初虧。接著，月亮被地球陰影吞沒(méi)，只有地球大氣的微光還照耀著黯淡的月面，這個(gè)時(shí)刻叫做食既。
由于地球大氣吸收了其他顏色的光線，只有紅光到達(dá)月面，因此有時(shí)會(huì)出現(xiàn)血月現(xiàn)象。
當(dāng)太陽(yáng)、地球、月亮近似在一條直線上，這個(gè)時(shí)刻被稱(chēng)為食甚。不過(guò)這時(shí)地球上的觀察者并沒(méi)有感覺(jué)到有什么特別的變化，依舊是一輪血月掛天際。
月球馬上要從地球的本影中逃出，正常月面開(kāi)始顯現(xiàn)，此時(shí)被稱(chēng)為生光。等到月球完全從本影中走出來(lái)，那時(shí)月亮重新把清輝灑向大地，這一時(shí)刻叫做復(fù)原。
北京藝能文化公司譚浩先生繪制。
地球上看，似乎月食已經(jīng)結(jié)束了，實(shí)際上等月亮完全離開(kāi)地球的半影（半影食終），整個(gè)月食才真正結(jié)束。
一次典型的月食，地球上看到月亮從開(kāi)始有缺口到缺口完全消失的時(shí)間大約是四小時(shí)，而月面完全昏暗的時(shí)間大約兩小時(shí)。
嫦娥三號(hào)眼中的“月食”
上面說(shuō)的這些，都是你在地球上觀看月食的感受，而五年前著陸在月面雨海西北部的月球探測(cè)器——嫦娥三號(hào)經(jīng)歷的月食不完全是這樣的。它感受到的是巨大的地球把太陽(yáng)遮擋的過(guò)程，可以稱(chēng)作是一次日食！
初虧后，嫦娥三號(hào)感受到了陽(yáng)光的減弱，太陽(yáng)電池片輸出的電流有了些許的減小。接著電流進(jìn)一步減小，月壤的溫度也開(kāi)始降低，蒼涼的月面似乎感受到了一段短暫黑暗不可避免地即將到來(lái)。
隨著日食食既到來(lái)，著陸點(diǎn)進(jìn)入到地球巨大的本影中，電池片也完全停止了電流輸出。探測(cè)器感受到周?chē)黄诎?，但遙望天空，卻別有一番“景致”——巨大的黑盤(pán)（地球）遮擋了太陽(yáng)，黑盤(pán)周?chē)t光旖旎，霞?xì)馍v——那就是地球大氣折射來(lái)的紅光。
嫦娥眼中的月食。
食既到食甚再到生光，持續(xù)三個(gè)小時(shí)后，陽(yáng)光重新普照月面，探測(cè)器重獲光照。到了日食復(fù)原時(shí)刻，陽(yáng)光完全恢復(fù)正常，一次持續(xù)五小時(shí)的日食結(jié)束，探測(cè)器逐漸“滿血復(fù)活”。
嫦娥三號(hào)如何迎接“日食”？
地球上的人們不會(huì)感覺(jué)到月食對(duì)自己的影響，但對(duì)月球上的探測(cè)器來(lái)說(shuō)，情況就大不相同了。為了應(yīng)對(duì)“日食”期間失去日光和溫度驟降的問(wèn)題，探測(cè)器必須要做些“準(zhǔn)備工作”。
由于“日食”期間太陽(yáng)電池功率輸出不足，需要提前把蓄電池充滿，為了保證設(shè)備的溫度，還要提前對(duì)設(shè)備進(jìn)行加熱，提高探測(cè)器的溫度水平。
嫦娥3號(hào)。圖片來(lái)源：CNSA
這還不夠，嫦娥三號(hào)發(fā)射之前，師傅們?yōu)樗鼘?zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了特殊的工作模式，在日食之前半小時(shí)利用流體回路（流動(dòng)的工質(zhì)是氨）把同位素釋放出的熱能引入艙內(nèi)，為設(shè)備加熱，生光之后半小時(shí)，流體回路截止，避免溫度過(guò)高。為了防止設(shè)備溫度過(guò)高或者過(guò)低，什么時(shí)候啟動(dòng)、關(guān)閉流體回路是一個(gè)重要的決策點(diǎn)。
這樣的方法已經(jīng)幫助嫦娥三號(hào)著陸器度過(guò)了九次月食（對(duì)探測(cè)器而言其實(shí)更準(zhǔn)確的說(shuō)法是日食）。沒(méi)有陽(yáng)光的短暫時(shí)間，師傅們還曾利用著陸器上的月基光學(xué)望遠(yuǎn)鏡開(kāi)展探測(cè)活動(dòng)，觀測(cè)了無(wú)光照情況下的星空。2019年1月21日，嫦娥三號(hào)將要迎來(lái)第十次月食的考驗(yàn)。
嫦娥四號(hào)取消月食工作模式
可是，同樣是月球探測(cè)器，不久前著陸月球馮·卡門(mén)撞擊坑的嫦娥四號(hào)，竟然取消了月食工作模式，這是師傅們的疏忽嗎？
當(dāng)然不是，由于嫦娥四號(hào)落在月球的背面，發(fā)生月食的時(shí)候，正是農(nóng)歷十五左右，月球的正面陽(yáng)光普照，背面卻是暗夜，探測(cè)器此時(shí)已經(jīng)進(jìn)入休眠，要持續(xù)睡上大約十六、七天，也就是說(shuō)，嫦娥四號(hào)完全看不到月食。這期間發(fā)生的月食，對(duì)嫦娥四號(hào)也不會(huì)有任何影響，所以就不用考慮設(shè)計(jì)月食模式了。
