月球總有一面朝向地球，是因為地球引力對月球進行了潮汐鎖定，導致其自轉週期等於公轉週期。如圖所示。 順便來電嫦娥四號相關問題的科普。如果要讓探測器登陸到月球背面並且控制它，就需要把電磁波指令傳到探測器上，而在背面的探測器是接受不到指令的。這就需要一個訊號中繼衛星打先鋒。 當然，中繼星可不是繞著月球旋轉的。中繼衛星會受到地球和月球共同的引力作用。兩個天體組成一個系統。在兩體問題中會有五個點，在繞這五個點旋轉的物體受到兩個天體的引力會達到平衡，這就是拉格朗日點。如圖所示。 探測器要在月球背面登陸，當然是選擇繞L2點了，五個拉格朗日點中，只有L2完全在月球背面。為什麼中繼衛星一點要選在拉格朗日點上呢？ 因為中繼衛星只有繞拉格朗日點旋轉，其受到地球和月球的合力才不至於擾動到它們三者的相對關係，這樣它就能和地球和月球保持相對穩定的幾何關係。並且繞L2點的中繼衛星只需10m/s線速度就可以保持穩定狀態，極省能量。 但中繼衛星繞L2點可不是簡單的圓周運動，而是利薩茹曲線(Lissajous)。如圖所示。

中繼衛星就位以後，再發射嫦娥四號探測器軟著陸到月球背面才能傳回資料和接收指令。如圖六所示。這和打仗之前先鋪設通訊兵一個道理。

舉個例，月亮繞地球轉180度，月亮也剛好自轉180度，在地球人看來不就等於沒轉嘛，還是原先那個面對著地球，無論月球公轉到哪，都是那正面對著地球，因為月球自轉公轉週期是一樣的是一個農曆月。

所以正好相反如果月亮不自轉，隨著月亮繞地球轉到不同位置，地球看月亮就不會永遠只看到一面了而是兩面都有機會看到。

月球和地球因為地球的引力比較強大所以形成了潮汐引力鎖定現象，在地球的座標系上看，月球永遠都只有一面朝向地球，好像月球沒有自傳，但是如果把座標參考系切換到太陽為中心，你會發現月球是有自轉的，只不過月球的自傳中心點在月球之外，處在地月引力的平衡點上，該點非常靠近地球的質心。

不好意思，宇宙中所有的天體都是存在自轉的。這個自轉是與生俱來的，不是什麼上帝的第一推動力。

我們來看看星球為什麼會自轉？在深邃的太空，兩個質子，互相吸引，相向而動，在碰撞之前，它們都具有一定的動能，它們的碰撞，只有兩種情況，第一種叫做正面碰撞，兩個粒子的運動線路，彼此透過質心，根據動量守恆和能量守恆，這兩個粒子，只能夠互相彈開，且方向相反，如果沒有外力干擾，它們可能就這樣永遠碰撞下去，這是一個特例，然而宇宙的發展是不允許特例長期存在的。第二種叫做側碰撞，更多的粒子碰撞，是擦肩而過，兩個粒子的運動軌跡不重合，在碰撞的時候，雙方都被碰的轉了起來，這就是原始的角動量，當然粒子因為碰撞，有的向左轉，有的向右轉，在統計學上，總歸有一方壓倒另一方，因此，在基本粒子凝結成大塊的過程中，就有了一定的旋轉方向，這些大塊的物質，反覆碰撞，不斷吸引，形成巨大的星球，而它的角動量，逐漸增加，這就是自轉的動力。

其實我們用一個很簡單的例子，就可以說明，用一根細線，叫籃球懸掛下來，保持相對靜止，用膠泥對它砸，除非正中籃球的中心，只要稍微偏一點，膠泥沾附在籃球上，就會形成旋轉。天體也是同樣的道理。

月球之所以看起來比較奇特，那是因為它的個頭比較大，距離地球也十分近，雙方互相吸引，導致月球的自轉變慢，其實相對應的，地球的自轉也會變慢，當地球誕生的時候，它的自轉是每天八小時轉一圈，在太陽和月亮的共同作用下，現在已經拉長到了23小時多，千萬要記住，這是花了45億年才得到的結果，而在人類有記錄以來的觀察，也不過才數萬年，這麼短的時間，對於這兩個大質量天體的運動，改變甚微，因此我們彷彿覺得，月球永遠是一面朝著地球，其實不然，再過50萬年，肯定不是這樣子。

記住，在天體運動當中，時間和質量是決定因素，我們人類的個體生命十分渺小，因此才慨嘆世界的永恆，其實這個世界，怎麼可能有永恆？

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