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嫦娥四号是中国探月工程二期发射的月球探测器，也是人类第一个着陆月球背面的探测器。实现了人类首次月球背面软着陆和巡视勘察，意义重大，影响深远。嫦娥四号于2018年12月8日发射升空，于2019年1月11日与玉兔二号完成两器互拍工作。
首登月球背面3周年！嫦娥四号辉煌背后的艰辛：曾遇燃料泄漏23年前的1月3日上午10时26分，探月工程四期首个探测器嫦娥四号成功登陆月球背面，成为人类首个软着陆于月球背面的探测器。着陆点精确坐标是“177.588°E，45.457°S”，位于月球背面南极-艾特肯盆地中部冯·卡门撞击坑内。
嫦娥四号着陆月球背面后着陆器避障相机拍摄画面
成功登陆月球背面三年以来嫦娥四号任务取得了一系列原创科学探测成果，工程能力方面，玉兔二号巡视器也已经成为人类在月面部署正常行驶探测时间最长的月球车。
玉兔二号月球车避障相机拍摄的月面
嫦娥四号是我国航天史上第二次登月任务，它充分继承了嫦娥三号的着陆导航与控制技术，然而相较于后者，嫦娥四号的登月任务要艰难得多，此次任务的成功标志着嫦娥探月工程具备了全月面到达能力，意思就是可以根据探测需求任意选择着陆区。
嫦娥四号探测器
与嫦娥三号一样，嫦娥四号的登月过程也分为主减速段、快速调整段、接近段、悬停段、避障段、缓速下降段、着陆缓冲段，总计7个阶段，但是月球背面地形相较于月球正面更加崎岖，撞击坑分布密度更大，导致着陆区面积更为狭小，仅有嫦娥三号着陆区面积的5% 。
嫦娥四号预选主着陆区“冯·卡门撞击坑”
为了满足着陆区面积狭小的着陆需求，嫦娥四号增加了两次环月轨道修正，逐次缩小轨控残差，进而缩小着陆点散布面积。
除了着陆区狭小，着陆航迹下方还有着近万米的地势高度落差。如果沿用嫦娥三号那种相对平缓的下降轨迹，就会导致导航信息的跳跃，这将是着陆器控制系统难以承受之重，对此嫦娥四号修改了登月控制策略。
万米高差
比如，嫦娥三号主减速段的终点高度是3000米，嫦娥四号主减速段的终点高度则是8000米，而“主减速段”之后就是“快速调整段”，此阶段控制目的是让着陆器姿态调整至垂直以衔接“接近段” 。
最终嫦娥四号在5635米高度进入姿态垂直向下的“接近段”，此时探测器水平速度为零，后续也只是根据避障需求进行斜向或横向移动。
5635米是什么概念？以坐落在我国一二级阶梯分界线上的祁连山为例，其最高峰团结峰海拔是5827米（或5808米）。
嫦娥四号在距月面5635米上空开始垂直降落
嫦娥四号着陆器姿态垂直下降的起始高度比嫦娥三号高出了三千多米，当着陆器抵达距月面近百米高度时还需要相较于嫦娥三号更长时间的悬停，以选择最终的安全着陆点。
先是大高度垂直降落，接着又是长时间悬停，两项需求相结合意味着燃料消耗将更大，这就对主减速发动机提出了更高要求。
为此，在嫦娥三号登月任务中经过实际任务检验的7500N变推力发动机再一次进行性能提升设计，将比冲指标由308秒提升至310秒。
7500N变推力发动机
“比冲”是指发动机单位重量燃料产生的冲量，比冲越大燃料利用效率越高，意味着更节省燃料，所以别看只有2秒的区别，背后却是发动机性能的大幅提升。
就是在这2秒比冲性能提升的帮助下，探月工程才拿到了执行月球背面复杂地形登陆任务的入场券，完成着陆任务后，嫦娥四号着陆器仍然有燃料节余，更进一步证明了7500N变推力发动机的能力。
7500N变推力发动机试车
相较于嫦娥三号，嫦娥四号任务还有一个显著不同，后者着陆区位于地球测控站不可见的月球背面，整个着陆过程必须全程依赖鹊桥中继卫星的测控，而这一测控又带来了不可避免的“时延”，因此人为干预着陆过程的可能性非常低，对着陆器自主控制能力提出了更高要求。
鹊桥中继星服务嫦娥四号登月测控
嫦娥三号成功登陆月球正面虹湾以东预选着陆区结束了人类无人探测器“盲降月球”的历史，所谓“盲降”指的是提前选择好大片开阔平坦区域并设计好弹道，然后按部就班地降下去，过程中没有避障设计，而最终落月点通常分布有大量的小型撞击坑，因为没有自主避障技术，所以人类以往的无人登月行动通常是胜败各半。

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