“背面着陆 ” 有三大技术难点
要完成这个“前无古人”的月球背面之旅，嫦娥四号面临主要三个主要技术难点：一是地月拉格朗日L2平动点轨道精确设计与控制；二是地月拉格朗日L2点远距离数据中继；三是复杂地形环境下的安全着陆等 。突破这些技术难点，将实现三个国际首次、一个国内首次。即，国际上首次月球背面软着陆和巡视探测，国际上首次月球拉格朗日L2点中继与探测，国际上首次月基低频射点天文观测，国内首次实测月夜期间浅层月壤温度。这一重大科学创新工程的实施，无疑将推动航天技术和其他科学领域相关技术的持续发展。
深空测控通信系统是人类与深空探测器联系的通道和纽带，在深空探测任务中起着关键的作用。由于深空任务周期长、通信时延大、链路带宽有限、信号微弱、数据更加关键可贵等一系列原因，使得深空测控通信实现起来更为困难，无论对星上设备还是对地面设备等都带来新的挑战。通信方式不同是嫦娥四号与嫦娥三号相比最大的不同。嫦娥三号与地球的通信联络由地面站和海上远洋测量船来完成。而由于月球正面的遮挡，月球背面没有通信信号，无法与地球实施适时通信，因此，嫦娥四号与地面的通信联络要由“鹊桥”中继卫星担任，借助架设在地月拉格朗日L2点的中继卫星，实施与地面的通信信号“接力”。
2018年5月21日，第一次发射——嫦娥四号中继星“鹊桥”由长征四号丙运载火箭成功发射升空。经过1次中途修正，于5月25日到达近月点，在成功实施近月制动后，顺利进入月球至地月拉格朗日L2点的转移轨道。6月14日，“鹊桥”中继卫星实施轨道捕获，进入环绕距月球约6.5万千米的地月拉格朗日L2点的Halo使命轨道，成为世界首颗运行在地月拉格朗日L2点Halo轨道的卫星，在此轨道陆续开展在轨测试和中继通信链路联试后，等待“嫦娥”的到来。
“鹊桥”中继卫星携带了一副展开后口径达近5米的伞状天线，在人类上天的深空探测器上，还没有这么大口径的通信天线，它直指地球在月球背面和地球之间架设了一个宏伟的信息高速桥梁。除了这副最大天线外，研制人员还给它配备了多副小一些的天线，通过这些天线，不仅可以将地面的测控指令说给巡视器听，还可以听清楚巡视器都“说了些啥”。
2018年5月21日，第一次发射——嫦娥四号中继星“鹊桥”由长征四号丙运载火箭成功发射升空。 中国航天科技集团有限公司 图为迎接嫦娥四号的到来，2018年11月9日~11月23日，五院研制人员又对“鹊桥”中继星进行了一次在轨的“体检”。“体检”报告显示，“鹊桥”非常健康！中继星将在使命轨道上继续“遨游”，静待嫦娥四号探测器，届时，嫦娥四号将在数据中继卫星的引导下，安全着陆在月球背面南极冯⋅卡门撞击坑附近。
嫦娥四号首选着陆区为月球南极冯⋅卡门撞击坑的艾特肯盆地。“与嫦娥三号的虹湾着陆区相比，虹湾的整体趋势较为平坦，但艾特肯盆地的地形就比较崎岖，撞击坑大而且分布密集,这就对探测器着陆区的选择和着陆精度提出了更高的要求。” 中国航天科技集团有限公司八院（上海航天技术研究院）嫦娥四号副总指挥兼副总设计师张玉花指出，“由于着陆区在月球背面，使得着陆器和巡视器无法同地球直接通信，必须用中继星中继的方式；同时在动力下降过程中，着陆器也不能对地直接通信，只能通过中继星进行上下行操作，这些都是此次任务的难点。”
此外，巡视器还要面对月球表面昼夜温差变化大、低重力环境以及细小微尘的污染等问题。比如，月球的重力只有地球的1/6，我们要针对这种低重力环境，对巡视器的移动速度、距离、越障能力等状态和参数进行充分的应对。
张玉花介绍说，此次嫦娥四号八院承担了嫦娥四号着陆器、巡视器五个半分系统的研制任务，包括巡视器移动分系统、结构与机构分系统、测控数传分系统、电源分系统、综合电子分系统移动/机构控制与驱动组件、着陆器一次电源分系统。
