作者：思航、南山、譚浩
編輯：Yuki
北京時間2019年1月21日中午，一場月全食即將在地球上演。來自中國的嫦娥三號也即將迎來第十次月食的考驗。經(jīng)常在地球上圍觀月食的你，有沒有想過，月球探測器眼中的月食會是怎樣的情景？月食的到來又會給月面工作五年的嫦娥三號，以及剛抵達月背不久的嫦娥四號帶來什么影響呢？
作為人類首顆成功軟著陸月球背面的探測器，嫦娥四號眼中的月食會是什么樣？圖片來源：航天科技集團
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)象被稱為“潮汐鎖定”。
但是這個周期是相對于背景恒星而言的，由于地球還在繞太陽公轉(zhuǎn)，在這27天中地球繞太陽又轉(zhuǎn)了約27度，繼續(xù)把這27度追回來，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
地球的陰影有時會投射到月球表面，形成月食。整個月食過程要經(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。圖片來源：@Steed的圍脖 拍攝
一次典型的月全食開始前，正是地球的黃昏滿月時分。月球會先進入地球的半影，這時月球亮度幾乎沒有變化，因為大部分陽光還能夠照到月面，天文學(xué)上將這個時刻稱為半影食始。
然后，地球的本影開始吞噬月球，即初虧。接著，月亮被地球陰影吞沒，只有地球大氣的微光還照耀著黯淡的月面，這個時刻叫做食既。
由于地球大氣吸收了其他顏色的光線，只有紅光到達月面，因此有時會出現(xiàn)血月現(xiàn)象。
當(dāng)太陽、地球、月亮近似在一條直線上，這個時刻被稱為食甚。不過這時地球上的觀察者并沒有感覺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，正常月面開始顯現(xiàn)，此時被稱為生光。等到月球完全從本影中走出來，那時月亮重新把清輝灑向大地，這一時刻叫做復(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，實際上等月亮完全離開地球的半影（半影食終），整個月食才真正結(jié)束。
一次典型的月食，地球上看到月亮從開始有缺口到缺口完全消失的時間大約是四小時，而月面完全昏暗的時間大約兩小時。
嫦娥三號眼中的“月食”
上面說的這些，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器——嫦娥三號經(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遮擋的過程，可以稱作是一次日食！
初虧后，嫦娥三號感受到了陽光的減弱，太陽電池片輸出的電流有了些許的減小。接著電流進一步減小，月壤的溫度也開始降低，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。
隨著日食食既到來，著陸點進入到地球巨大的本影中，電池片也完全停止了電流輸出。探測器感受到周圍一片黑暗，但遙望天空，卻別有一番“景致”——巨大的黑盤（地球）遮擋了太陽，黑盤周圍紅光旖旎，霞氣升騰——那就是地球大氣折射來的紅光。
嫦娥眼中的月食。
食既到食甚再到生光，持續(xù)三個小時后，陽光重新普照月面，探測器重獲光照。到了日食復(fù)原時刻，陽光完全恢復(fù)正常，一次持續(xù)五小時的日食結(jié)束，探測器逐漸“滿血復(fù)活”。
嫦娥三號如何迎接“日食”？
地球上的人們不會感覺到月食對自己的影響，但對月球上的探測器來說，情況就大不相同了。為了應(yīng)對“日食”期間失去日光和溫度驟降的問題，探測器必須要做些“準備工作”。
由于“日食”期間太陽電池功率輸出不足，需要提前把蓄電池充滿，為了保證設(shè)備的溫度，還要提前對設(shè)備進行加熱，提高探測器的溫度水平。
嫦娥3號。圖片來源：CNSA
這還不夠，嫦娥三號發(fā)射之前，師傅們?yōu)樗鼘ｉT設(shè)計了特殊的工作模式，在日食之前半小時利用流體回路（流動的工質(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，流體回路截止，避免溫度過高。為了防止設(shè)備溫度過高或者過低，什么時候啟動、關(guān)閉流體回路是一個重要的決策點。
這樣的方法已經(jīng)幫助嫦娥三號著陸器度過了九次月食（對探測器而言其實更準確的說法是日食）。沒有陽光的短暫時間，師傅們還曾利用著陸器上的月基光學(xué)望遠鏡開展探測活動，觀測了無光照情況下的星空。2019年1月21日，嫦娥三號將要迎來第十次月食的考驗。
嫦娥四號取消月食工作模式
可是，同樣是月球探測器，不久前著陸月球馮·卡門撞擊坑的嫦娥四號，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，由于嫦娥四號落在月球的背面，發(fā)生月食的時候，正是農(nóng)歷十五左右，月球的正面陽光普照，背面卻是暗夜，探測器此時已經(jīng)進入休眠，要持續(xù)睡上大約十六、七天，也就是說，嫦娥四號完全看不到月食。這期間發(fā)生的月食，對嫦娥四號也不會有任何影響，所以就不用考慮設(shè)計月食模式了。
