月球形成于大约45亿年前，那时候地球也才刚刚形成。从那时起，月球灰暗而荒凉的表面就不断遭受陨石和小天体的撞击，造就了现在这样一个布满碎石和撞击坑的月球表面。然而，在月球地表之下，却隐藏着最吸引人类探索的那些秘密。对月球内部地层结构，以及撞击形成的陨石坑和溅射物进行探测，可以了解月球撞击过程如何改造月球表面和火山活动等不为人知的历史。
早在1972年，阿波罗17号搭载的雷达探测仪试验首次以非常低的分辨率对月球局部区域进行了探测。2007年，日本Kaguya上搭载的5 MHz雷达探测仪对全月球进行了探测，获得了月球正面多个月海局部区域1 km以上的玄武岩厚度，次表层分辨率为百米量级。受探测深度、分辨率和观测范围等因素的限制，这些探测器没有获得月球背面次表层分层的精细结构特征，缺乏嫦娥三号和嫦娥四号具备的雷达探测能力。
2013年12月，嫦娥三号着陆在雨海北部紫薇撞击坑的溅射毯上，首次搭载了双通道探地雷达，其高频观测数据揭示了月球正面紫薇撞击坑溅射毯深度10 m以上的结构。2019年1月3日，嫦娥四号探测器在月球背面南极–艾特肯盆地内的冯•卡门撞击坑底部成功着陆。玉兔二号月球车搭载的测月雷达是人类历史上第一次对月球背面进行的雷达就位探测。
2020年2月27日，我们在Science Advances发表研究论文，首次揭示了沿着玉兔二号月球车行走的106 m的路径，月球背面着陆区地下40 m深度内的分层结构。嫦娥四号着陆区地下物质对信号衰减更小，钛铁含量更低。月球的两种大规模活动分别是陨石撞击和火山活动，火山活动形成的月海玄武岩覆盖了冯•卡门撞击坑的底部，随后附近多次陨石撞击事件带来的溅射物逐渐在这里沉积。
根据获得的物性参数和雷达图像，在深度40 m的溅射物内部呈现出清晰的三层。其中：最表层为地下0~12 m，主要由细粒月壤组成，其中内嵌有少量碎石。第二层为地下12~24 m，这一层是雷达图像上回波强度最大的区域，表明内部存在大量的粗粒砾石，形成了碎石层和碎石堆，可能是撞击产生的溅射物沉积后又发生了二次撞击。
第三层一直延伸到地下40 m深，雷达回波明暗交替变化，表明其粒度呈现粗粒和细粒的交叠，是不同时期、更古老的溅射物的沉积和风化产物。
这项研究工作通过嫦娥四号测月雷达的直接就位测量，获得了月球背面地下浅层的第一张雷达图像、月表下物质的特性参数，以及溅射物内部地层序列，是人类首次揭开月球背面地下结构的神秘面纱。
目前，作为历史上在月球背面工作的唯一的巡视器，玉兔二号月球车仍保持良好的状态在行进，探测更多此前从未涉足的月球区域。我们希望它能够观测到更大范围内地下层位以及地层中撞击碎屑尺寸的变化，从而揭露出月球古老的撞击历史中的更多细节，极大地增进我们对月球陨石撞击和火山活动历史的了解，并为月球背面的地质演化过程研究提供新的启示。