Космический аппарат  «Чанъэ-4» совершил на Луне мягкую  посадку 3 января 2019 года в кратере фон Карман в центральной части бассейна «Южный полюс — Эйткен». В тот же день он сделал первый в мире снимок участка обратной стороны Луны с близкого расстояния и передал его на Землю через спутник-ретранслятор «Цюэцяо».

В Казанском университете  еще в 1974  году по заказу Института космических исследований (ИКИ) АН СССР под руководством профессора Анатолия Нефедьева были проведены исследования топографии обратной стороны Луны.  В результате казанским специалистам вместе с учеными ИКИ удалось построить высотные профили обратной стороны Луны в сечениях, перпендикулярных видимым с Земли. Эти профили по сей день остаются самыми точными для бассейна «Южный Полюс — Эйткен» в данных сечениях в широтном направлении. В исследованиях принимал участие доцент кафедры астрономии и космической геодезии Института физики КФУ  Михаил Шпекин.

Для своих измерений казанские астрономы использовали снимки, выполненные  с борта космических кораблей «Зонд-6» и«Зонда-8».  В 1968 советский беспилотный космический  корабль «Зонд-6»  впервые в истории космических исследований доставил на Землю фотопленку с изображением лунной поверхности с близкого расстояния. В 1970 году «Зонд-8» доставил еще одну серию снимков обратной стороны Луны.

«Снимки космических аппаратов «Зонд-6» и «Зонд-8» позволили обнаружить на обратной стороне Луны большую, ранее не известную низменность размером более 1000 километров в поперечнике, которую ученые Института космических исследований назвали «низменность Юго-Западная». В 1971 году наличие низменности подтвердили измерения лазерным альтиметром с борта американского космического корабля «Аполлон-15». Дальнейшие исследования показали, что открытая низменность – это лишь центральная часть гигантского ударного бассейна, получившего впоследствии название «Южный полюс – Эйткен». Сам кратер Эйткен лежит вблизи лунного экватора, поэтому в названии бассейна нашел отражение огромный размер бассейна, территория которого занимает большую часть обратной стороны Луны», – рассказал Михаил Шпекин.

Ученый объяснил, почему китайские коллеги выбрали для посадки и исследований бассейн Южный полюс – Эйткен, который представляет собой ударную многокольцевую структуру на обратной стороне Луны. Внешнее кольцо бассейна по разным оценкам  достигает 2500 – 3500 км.

«Если учесть, что радиус самой Луны равен 1738 км, то становится понятным, что бассейн «Южный полюс – Эйткен» своими размерами покрывает почти половину лунной территории. Считается, что его геологический возраст – около 4 млрд лет. Проблема, еще не нашедшая своего объяснения, состоит в том, что пока не удается понять, в каком состоянии должно было находиться вещество Луны, чтобы ударная волна охватила столь обширную территорию и сохранилась в виде внешних колец бассейна до наших дней, –  сказал Михаил Иванович. – Ученые считают, что глубина  центральной части бассейна позволяет предположить, что в процессе кратерообразования на поверхность Луны в центральной части бассейна могли быть  выброшены не только фрагменты лунной коры, но и вещество мантии Луны, залегающее на большой глубине. Китайский луноход должен будет взять пробы грунта на анализ».

Для изучения  геологии, минерального состава и строения поверхности обратной стороны Луны, а также  для сбора данных, которые помогут объяснить  механизм взаимодействия солнечного ветра и реголита, автоматическая межпланетная станция  «Чанъэ-4» доставила на естественный спутник Земли  луноход «Юйту-2».  Аппарат 10 января приступил к работе:  сделал и переслал панорамные  снимки  окрестностей.  Луноход поддерживает  связь с Землей при помощи ретрансляционного спутника «Цюэцяо», который находится  на гало-орбите в районе точки Лагранжа L2 системы «Земля-Луна».

Самым серьезным достижением китайской лунной миссии на сегодняшний день астрономы КФУ считают то, что ученым из Китая первым в мире удалось установить радиосвязь со спутником, проходящим над обратной стороной Луны.

«При прилунении китайского модуля впервые была  осуществлена его прямая связь с пунктом управления на Земле, это очень важное достижение. Поскольку на обратной стороне Луны не может быть прямой связи, то китайские коллеги связь с космическим модулем осуществляли  через дополнительный спутник «Цюэцяо», который был помещен в точку Лагранжа. Наличие связи – очень важный момент, поскольку  прилунение в настоящее время может осуществляться только в ручном режиме. Дело в том, что  координатная система на Луне пока плохо изучена. Кстати,  мы с сотрудниками нашей лаборатории как раз ее разрабатываем. Но в связи с тем, что обратная сторона Луны изучена  меньше, чем видимая,  систему координат еще предстоит уточнять на основе спутниковых наблюдений, – рассказал  заведующий  НИЛ Космической навигации и планетных исследований приоритетного направления «Астровызов» КФУ, профессор Института физики, директор Астрономической обсерватории КФУ  им.В.П.Энгельгардта Юрий Нефедьев.

Миссия «Цюэцяо» заключается не только в ретрансляции сигналов других исследовательских аппаратов. Она будет осуществлять и собственную научную программу с помощью инструмента Netherlands-China Low-Frequency Explorer, который станет регистрировать низкочастотное радиоизлучение из ранней Вселенной, позволяющее изучить ее структуру. Кроме того, вместе с «Цюэцяо» к Луне во время запуска отправились два идентичных микроспутника Longjiang-1 и Longjiang-2. Они будут выполнять астрономические измерения в сверхдлинноволновом диапазоне. Луна станет  играть для них роль щита, защищающего от излучения с Земли, которое мешает  проводить  измерения.

Интересно, что в 2016 году  на Международной научной конференции  в КФУ с докладом об установлении связи с «Чанъэ-4» через дополнительный спутник  выступил профессор Национальной обсерватории Китая Пин Цзиньсун, который является одним из организаторов китайской лунной миссии.  Речь тогда шла о спутнике, который позже получил  название «Цюэцяо».

«Мы активно сотрудничаем с профессором  Пином Цзиньсуном, он много раз приезжал в Казань, а  делегация от КФУ в составе А.Гусева, Ю.Нефедьева и Н.Вараксиной по приглашению китайских коллег несколько лет назад ездила знакомиться  с радиолокационными системами Китая. В скором времени, возможно,  к нему на стажировку  отправится мой аспирант, – отметил Юрий Нефедьев. –   Также наш китайский коллега выступает с предложением  установить  в Астрономической обсерватории им.В.П.Энгельгардта КФУ радиотелескоп.  Я считаю, что наше сотрудничество с китайскими коллегами  имеет большую перспективу!».