来源：中科院之声 2019年1月3日10时26分, 嫦娥四号探测器在月球背面南极-艾特肯盆地冯卡门陨石坑自主着陆, 实现软着陆。人类探测器在月球背面着陆。嫦娥四号搭载了大量先进的检测仪器。除了大家熟悉的相机外, 这些仪器还包括几款可用于空间环境探测的仪器。今天, 我们将向您介绍这些特殊仪器以及它们打算观察的物理现象。月表中子与辐射剂量探测器 人类太空探索活动一直面临着高能辐射的威胁。 1958年, 美国第一颗人造卫星Explorer I卫星研究组的Ernie Ray发出这样的感叹：天哪, 太空是放射性的！ （天哪, 太空是放射性的！）。经过几十年的探索和研究, 人们对地球附近的高能辐射环境有了相当的了解, 但月球表面的辐射环境与地球附近的辐射环境有很大不同。月球表面没有稠密的大气层, 磁场也很弱, 所以太空中的宇宙射线会直接轰击月球表面的岩石和月球土壤。宇宙线粒子与月表物质发生核反应, 会释放出中子、射线等具有很强穿透力的粒子, 尤其是中子。它的辐射品质因数高于质子、电子和光子, 对宇航员危害很大。图 1 月表辐射环境示意图（作者绘制） 嫦娥四号搭载的月表中子和辐射剂量探测器中德联合研制, 安装在着陆器上, 不仅可以探测着陆区的中子和辐射剂量, 还可以探测太阳爆发产生的质子、电子和粒子。该探测器帮助科学家评估月球表面的辐射环境, 为未来载人登月和月球基地的辐射防护提供依据。同时, 该仪器可以直接探测来自太阳的能量粒子, 研究太阳风暴高能粒子的成因和高能粒子的传播规律。图 2 月面中子低频无线电频谱分析仪和辐射剂量探测器 所谓无线电, 其实就是一种常见的无线电波。我们可以在家里用短波收音机收听来自很远地方的无线电信号, 甚至是地球的另一边, 因为地球大气层的上层（60公里以上）有一个电离层, 大气层电离层处于部分电离和完全电离状态, 会反射或吸收低频无线电波,

短波信号可以在电离层和地球之间来回反射, 从而长距离传播。图3 电离层和无线电传播示意图 电离层虽然可以给地球带来便利, 但也阻挡了电离层外的低频无线电向地面的传播。来自太阳和其他宇宙天体的低频电磁波信号被地球电离层阻挡, 无法到达地球地面。探测它们只能在太空环境中进行, 月球背面阻挡了来自地球的各种自然和人工电磁辐射干扰。 , 这里的电磁环境非常干净, 是进行低频射电观测的理想地点。嫦娥四号任务中有两个低频无线电探测器。一种是中国自主研制, 安装在嫦娥四号着陆器上（图4）, 另一种是中荷联合研制, 安装在星鹊桥中继器上（图5）。两台设备相互配合, 观测和研究太阳、地月空间和宇宙天体的各种射电现象。特别是在太阳爆发时, 可以利用低频射电观测来观察和跟踪太阳爆发的全过程。对研究日地空间的天气效应和建立模型预测太阳灾害事件有很大帮助。太阳不断向各个方向吹出一股超音速带电粒子流, 称为太阳风。
       由于月球不受磁场和大气层的保护, 太阳风可以直接吹到月球表面。
       太阳风中的质子和离子在作用于月球土壤表面时会反射并溅射出高能中性原子 (ENA) 和其他粒子。同时, 光会使月面带正电, 等离子体会使月面带负电, 静电力会在月面阴阳交界处抛洒月尘。所有这些抛出、溅射和反射的物质构成了月球层的逃逸（图6）。科学家们需要了解各种机制在月球逃逸层形成中的作用,

这对于研究太阳系中许多类月体（如水星、小行星等）具有重要意义。中瑞联合研制的嫦娥四号搭载的月表中性原子探测器安装在玉兔二号月球车上, 用于测量太阳风与月表相互作用产生的中性原子。
       过去, 人类在月球上性原子的探测是在绕月轨道或地面上进行的。嫦娥四号将直接测量月面检测区的中性原子。
       可以说, 对月球表面中性原子的探测, 是人类探月史上进行的。探索太空环境是嫦娥四号任务的重要科学目标之一。但嫦娥四号和嫦娥四号自身携带的这些先进探测仪器都面临着恶劣的太空环境威胁, 而对太阳爆发等活动的探测也需要太空环境预报的支持。中国科学院空间环境预报中心将继续为嫦娥四号任务提供及时准确的空间环境预报信息, 为嫦娥四号任务保驾护航。